架空输电线路雷击掉闸分析

国网北京电力检修分公司 张志刚 张国春 饶卫申 刘建涛 赵晓峰 胡京川

摘要：本文通过对1992-2009年输电公司线路雷击掉闸进行统计分析，进行对比研究，找出了这一时间段区间雷击掉闸的主要规律，并针对跳闸规律制定了雷击掉闸防雷综合整治措施。本文通过详细数据对比分析，找出规律，制定了可行的安全管理防范措施，对行业管理有较好的借鉴参考意义。

关键词：雷击；掉闸；防雷措施

1 1992年--2009年雷击数据统计

从有雷击记录的1992年开始至2009年，输电公司35kV－220kV雷击掉闸共203次，统计数据如下：

1.1 按电压等级统计

表1 按电压等级统计雷击数据

电压等级220KV 110KV 35KV合计雷击次数49 79 75 203百分比（%）24%39%37%100%

从表1雷击统计分析可以看出，35kV、110KV线路是北京电网防雷薄弱点，绝缘强度最低，雷害严重。

1.2 按重合是否成功统计

表2 雷击后是否重合成功统计数据

电压等级220 110 35合计重合出43 73 69 185重合未出6 6 6 18总计――――――203

从统计表2可以看出，雷击掉闸重合成功率很高，203次掉闸中，185次重合发出，占91%。

从图1走势图可以清晰看出，历年雷击掉闸次数在反复中上升，1997至2002年雷击掉闸呈下降趋势，从2003年开始，雷击掉闸开始上升，至2007年达到了23次，2007年至2009年呈下降趋势。

1.3 按雷击月份统计

从柱状图2可以清晰看出，北京电网输电线路的雷击掉闸主要发生在6－9月份占91%。另外，7、8月份是雷击活动最为频繁的月份，7月份雷击掉闸达到了59次，8月份雷击掉闸达到了58次，两个月占总数的57%。

2 2007年--2009年雷击掉闸数据统计分析

2.1 220千伏雷击掉闸概述

2009年220千伏雷击掉闸共有6次，重合成功率100%，与08年雷击跳闸次数持平，比07年下降5次。

近3年来，220KV线路雷击掉闸以绕击为主，共21次，占全部220KV雷击掉闸91%。

图1 1992年－2009年雷击掉闸次数走势图

图2 1992年－2009年雷击掉闸月份分布图

2.2 110kV雷击掉闸概述

2009年110千伏雷击掉闸共有8次，重合成功率为75%，掉闸的8次中有1次为防雷并联间隙发挥作用，线路掉闸，间隙起到了保护绝缘子的作用，绝缘子未受损伤。

表3 输电公司07－09年雷击掉闸情况

电压220KV 110KV 35KV合计备注2009 6 8 3 17 2次110KV未重合出2008 6 11 4 21 4次35KV未重合出2007 11 9 4 23 1次220KV未重合出

表4 07－09年雷击类型统计表

年份220KV 110KV绕击35KV合计反击重合绕击重合绕击反击绕击反击绕击反击绕击反击2009 6 0 3 5 0 3 9 8 1次110KV未重合出1次110KV未重合出2008 6 0 10 1 0 4 16 5 0 4次35KV未重合出2007 9 2 3 5 0 4 12 11 1次220KV未重合出0合计21 2 16 11 0 11 37 24 2 5

近3年来，110KV雷击掉闸绕击反击比重趋于一致，绕击16次占59%，反击11次占41%。

2.3 35kV雷击掉闸概述

2009年雷击共有3次，重合成功率100%。掉闸3次中有2次为防雷并联间隙起作用掉闸，并联间隙发挥作用保护了绝缘子，绝缘子未受损伤。

近3年来，35KV雷击掉闸均为相间故障，均为反击。

08年、09年输电公司分两年进行防雷综合整治，两年共安装了812支避雷器、降阻3326基，安装了避雷器的杆塔均未发生雷击。输电公司管辖线路，雷击掉闸近3年逐年减少表明08年、09年防雷工作的措施得当。

3 2009年雷击掉闸特点及分析

从表5中数据可以看出，220KV雷击掉闸中合成绝缘子闪络占三分之二。另外，随着状态检修的推广，合成绝缘子的应用范围会逐年加大。合成绝缘子本身搞雷击水平要低于瓷绝缘子和玻璃绝缘子，建议加强对合成绝缘子防雷间隙的研究与应用。

从表6中统计数据可以看出，雷击地形平原居多共15次占88%，这一方面与北京地区今年的雷电活动主要集中于平原有关，另一方面也与08、09年防雷整治中山区易雷击段均安装了避雷有很大的关系。

从表7中统计数据可以看出，昌平、海淀、大兴、延庆、怀柔、密云、顺义七个地区雷电活动较为活跃，尤其是海淀区、延庆，雷击次数共达到7次。

从表8中统计数据可以看出：北京今年的雷击月份主要发生在6－9月，6月份为今年雷电活动最为活跃时期，雷击次数达到6次，达到35.3%，6月份的掉闸全部集中在6月16日10：00－12：00北京地区强雷暴灾害时段。

建议输电公司加强对强雷暴灾害的应急预警、抢修工作，增快大面积雷害的抢修速度，加强带电更换绝缘子技术的研究，争取做到北京电网输电线路各种杆塔的绝缘子都能带电更换。

4 下一步准备开展的防雷后续措施

4.1 安装并联间隙

4.1.1 35KV线路安装并联放电间隙：对于未安装绝缘子并联放电间隙的35kV线路，继续考虑有计划分期分批全线加装绝缘子并联放电间隙。2010年考虑对遭过雷击的35KV线路全线加装并联间隙。

4.1.2 35－220KV线路试用合成绝缘子并联间隙。选择部分线路试用合成绝缘子并联间隙，加强合成绝缘子的耐雷水平研究。

4.2 安装线路避雷器

符合以下原则的输电线路杆塔，结合运行经验、杆塔类型、环境条件等因素进行综合论证，考虑加装线路避雷器：

4.2.1 雷击跳闸过1次及以上的220千伏线路，遭受雷击的杆塔前后各2基共5基杆塔，考虑三相安装线路避雷器。

4.2.2 雷击跳闸过1次及以上的110千伏线路，遭受雷击的杆塔及前后各1基共3基杆塔，考虑三相安装线路避雷器。

表5 2009年雷击掉闸按绝缘子类型分

电压等级合成绝缘子百分比瓷绝缘子百分比玻璃绝缘子百分比220 4 66.7%2 33.3%0 0 110 0 0 7 87.5%1 12.5%35 0 0 3 100%0 0合计4 23.5%12 70.6%1 9.1%

表6 2009年雷击掉闸按地形分

电压等级山区百分比平原百分比玻璃绝缘子百分比220 1 16.7%5 83.3%0 0 110 1 12.5%7 87.5%1 12.5%35 0 0 3 100%0 0合计2 11.8%15 88.2%1 9.1%

表7 2009年雷击掉闸按地区分

电压北京市昌平大兴怀柔密云海淀顺义通州延庆220 6 2 1 1 2 110 8 2 1 1 1 3 35 3 3合计17 2 1 2 1 4 2 2 3

表8 2009年雷击掉闸按月份分

电压等级6月7月8月9月220 3 1 1 2 110 0 2 3 2 35 3 0 0 0合计6 3 4 4

4.2.3 雷击跳闸过2次及以上的35千伏线路，遭受雷击的杆塔及前后各1基共3基杆塔，考虑三相安装线路避雷器。

4.2.4 对于09年防雷降阻未成功的易雷击地区杆塔加装避雷器。

另外：安装避雷器工作输电公司已进行了2年，2010年再安装一批后，不建议以后再集中安装（新线路除外），2011年以后的避雷器安装点的选择应先进行现场实地考察，如运行经验与现场分析均表明需要安装的杆塔才进行安装。

4.3 对不符合公司要求的杆塔接地电阻进行降阻改造

4.3.1 做好输电线路杆塔接地电阻的测量工作

对2007～2009年输电线路防雷综合整治范围内的杆塔接地电阻进行抽测（每条线路抽测杆塔数量≥3%），并重点对下列输电线路杆塔接地电阻进行普测：

（1）2009年新投运的输电线路的所有杆塔；

（2）同塔同方向输电线路的所有杆塔；

（3）2009年发生雷击故障输电线路的所有杆塔；

（4）加装避雷器的输电线路杆塔；

（5）加装防雷放电间隙的输电线路的所有杆塔；

（6）2007～2009年接地电阻普测中未达标的输电线路杆塔。

4.3.2 杆塔接地改造后，接地电阻应达到的标准：

山区地基为岩石的杆塔，接地电阻不大于15Ω，其它杆塔接地电阻不大于7Ω。

4.4 加强输电线路的耐雷水平

(1)对于山区及易雷击地区的旧35KV线路申请逐年改造，按照全线架设避雷线和7片绝缘子进行建设。对于新建的地处山区及易雷击地区的旧35KV线路按照全线架设避雷线和7片绝缘子进行建设。

(2)对于山区及易雷击地区的110KV、220KV输电线路适当加强绝缘配置，110KV按照10片绝缘子、220KV按照17片绝缘子进行配置。

4.5 对于新建山区及易雷击地区的输电线路采用负保护角

对于新建山区及易雷击地区输电线路考虑设计时采用零度保护角或负保护角。

4.6 试验可控针、塔头侧针、架空地线侧针等防雷新技术

（1）对于雷电活动强度非常大的地区，考虑继续在塔头安装可控避雷针；

（2）对于反复受到绕击的接地电阻达标的杆塔段落，考虑在横担及塔头、架空地线小批量试用防绕击侧针，但不宜大批量安装。