广东省韶关市关山工程建设集团有限公司 512026
摘要：在当前社会经济飞速发展的过程中，人们对电力资源的需求量不断提升，本文介绍了雷电参数、跳闸率、防雷参考指标、220kV输电线路典型雷击故障以及输电线路差异化防雷技术改造案例，以期降低输电线路的雷击跳闸率，保证人们能够正常用电，希望能够给相关工作人员带来启发。
关键词：220 kV输电线路；差异化防雷击跳闸；雷电参数
引言：经调查发现，雷击是造成输电线路出现跳闸故障的主要原因，大约占自然因素跳闸的65%—75%，并且这种情况的出现会对电网的正常运行造成极为不利的影响，为切实解决这一问题，现阶段，如何在雷击前预防跳闸问题的出现和在跳闸后降低跳闸造成的损失已经成为广受人们关注的重要工作。
一、雷电参数统计
由于雷电发生过程中，往往会受到地貌、气候、季节等因素的影响，因此其活动形式较为复杂，其雷电参数也有着较大的差别。
（一）地闪密度分布
地闪指的是云体与地面形成了电极，两者的电位差强度足以击穿空气，在释放电位差的过程中形成地闪，每年每平方公里内发生的地闪次数可以被称作地闪密度，在当前的社会发展工程中，人们可以利用雷电定位系统获取每个时间段、某个地点地闪的发生情况。现阶段，为进一步提升电力资源供应的稳定性，电力部门需要对输电线路通过区域的地闪密度加以统计，以便为后续输电线路的稳定运行提供保障。
（二）雷电流幅值概率分布
雷电流幅值是反映雷电活动的重要参数之一，采用IEEE工作组推荐的电流标准幅值累计概率计算公式，可以将电流幅值概率拟合成表达式：
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，式中的I指的是雷电流的幅值，并且存在
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；P指的是雷电流幅值大于I的累计概率；a指的是中值电流幅值，并且在计算某一地区雷电流幅值的过程中，随着a的数值增大，中值电流幅值增大，则可以表示该地区雷电流幅值也比较大；b指的是曲线的变化程度，即随着b的增加，中值电流幅值附近的曲线斜率将会增加，而两端的曲线斜率将会减缓，这种情况的出现可以在一定程度上说明某地区雷电流幅值在较大或者较小的情况下较为集中，而在中值雷电流幅值附近则较为分散[1]。
二、跳闸率介绍
雷击跳闸率指的是在雷暴日数
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的情况下，100km的输电线路每年因雷击而出现跳闸情况的次数，雷击跳闸率主要由绕机跳闸率与反击跳闸率组成。
（一）绕击跳闸率
雷电绕击指的是在雷击过程中，雷电绕过输电线路附近的避雷针或者地线，直接击中导线，这种情况的出现与输电线路的几何模型之间存在着极为密切的联系。绕击跳闸率指的是，雷电绕击情况出现后，雷电破坏了导线的绝缘性能，导致短路电流出现，对电气设备造成破坏，进而出现跳闸的现象，影响电力系统的运行安全。
（二）反击跳闸率
反击跳闸率指的是在雷暴日数
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的情况下，100km的输电线路每年在雷电击中杆塔后出现导线逆向闪络现象，进而引发的跳闸情况。在当前线路反击跳闸率计算过程中，因规程法具备应用简单、可靠性高等优点，所以常被应用于当前的雷电反击跳闸率计算当中。
三、防雷参考指标
（一）地闪密度等级
在当前的社会发展过程中，人们可以依据地闪密度将其分成不同的风险等级划分情况如表1所示，并且从表中的数据情况可以了解到，地闪密度A、B、C、D这四个风险等级由弱到强，其中A级属于少雷区，年平均雷暴日数少于15日；B级为中雷区，年平均雷暴日数少于40日，多于15日；C级为多雷区，年平均雷暴日数少于90日，但多于40日；D级为强雷区，年平均雷暴日数超过90日[2]。
表 1 地闪密度风险等级划分表
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（二）雷害风险分布等级
参照《110（66）—500kV架空输电线路管理规范》将雷击跳闸率分为A、B、C、D四个风险等级，某一输电线路的风险评估等级划分情况如表2所示，其中Pr指的是绕机跳闸率、Pf指的是反击跳闸率、Sr指的是绕击风险控制指标、Sf指的是反击风险控制指标。
表 2 雷击跳闸风险等级划分表
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四、220kV输电线路典型雷击故障分析
相较于风偏以及一些外力破坏来说，雷击故障导致跳闸情况出现的概率极大，并且在输电线路跳闸后引起的线路停运现象将会产生极为不良的后果。目前造成雷击跳闸重合不成功的主要原因包括大雷电流导致两相、三相故障、重复性雷击导致重合闸不动作等[3]。
某长度为94.459km的220kV输电线路，位于丘陵地区，前后档距较大，在2017年5月14日15:45:15断路C相跳闸，重合成功，查雷定位系统显示，故障发生时，附近出现落雷现象，并且对录波图进行分析可以发现，本次故障是低阻故障，符合雷击跳闸的特性，并且故障录波图故障序列与故障点的故障相序保持一致，均为C相。参照落雷记录、时间点与故障测距的指向，可以确定本次引起跳闸的雷电流强度为-25.6kA，满足绕击条件。对故障点周围环境以及自身情况进行分析后可以得出引发本次故障的雷电流小于线路反击耐雷水平，高于其绕击耐雷水平，因此，造成本次故障的原因可能是雷电绕击导致绝缘子闪络跳闸。
五、220KV输电线路差异化防雷技术改造案例
220kV输电线路是当前电力输送的主要途径，在当前的社会环境下，对典型雷击故障的出现原因进行分析，及时发现其中的普遍规律，并制定具有针对性的差异化防雷方案，成为当前减少220kV输电线路跳闸率的有效方式之一。
（一）防雷击改造技术原则
现阶段，较为常见的差异化防雷技术措施包括调整塔杆结构高度、对易击雷区进行改造、改造接地电阻、安装线路避雷针或避雷器等。在对220kV进行输电线路防雷击改造的过程中，相关工作人员可以采用差异化的防雷技术，对可能出现绕击跳闸问题的丘陵、山区等线路通过区域进行重点防范，并且在进行改造的过程中遵循改造原则，改造原则如下：首先，相关工作人员需要将防雷电绕击工作作为防雷保护的重点，降低绕击跳闸情况的出现概率；其次，为进一步提升电力运输的安全性，相关工作人员需要对接地电阻值不合格的接地电网进行改造，同时达到防止雷电反击故障的出现，一般情况下，在变电站进出线1—2km范围内以及大跨越处的接地电阻值需在10欧姆以下，而其他区段需在20欧姆以下；再次，为进一步降低输电线路雷击跳闸的概率，相关工作人员需要为处于C2以及D1区的塔杆加装绝缘子，切实提升塔杆的防雷水平；最后，相关工作人员可以在考虑到输电线路自身以及周边环境的基础上，通过为大跨越、山顶这类特殊地形塔杆安装避雷器，为档距小于400m的塔杆加装可控避雷针、塔头侧针等方式，强化输电线路的防雷击效果[4]。
（二）防雷击改造方案
在对上述220kV输电线路进行优化的过程中，首先，在对线路周边的地形地貌、雷电参数统计情况等信息进行综合分析后，相关工作人员在该区域45个基杆塔处安装了90个避雷器；其次，在对线路所有的杆塔接地装置都进行了接地电阻测量，通过对21基位于高阻土壤区域的接地网，采用接地模块或者铜包钢垂直接地等技术，降低接地电阻值，提升接地网的效果；再次，相关工作人员通过将可控放电避雷针与侧向避雷针相结合的方式，对未装设避雷器的杆塔进行联合防护；最后，通过增加高山上塔杆的绝缘子片数的方式，降低雷击跳闸的概率。
（三）采用差异化防雷击跳闸技术取得的成果
在采用上述防雷击跳闸技术对该输电线进行改造后，取得了良好的防雷击效果，具体来说，在2017年年末完成改造后，两年内，该线路出现雷击跳闸的次数为0，这种情况的出现证明了差异化防雷击技术能够满足该区域防雷击跳闸工作的需要，并且取得了极为明显的效果。对本次改造情况进行总结可以了解到，本次改造相关工作人员是在考虑到线路运行情况与防雷分布情况的基础上，及时找出线路的防雷薄弱点，并且针对这些薄弱点制定了具有针对性的差异化防雷方案，不仅有效降低了雷击跳闸问题的出现次数，还提升了线路运输工作的质量，切实满足了人们对电力资源的需要。
结论：总而言之，防雷击技术一直是各国在开展电力工作过程中不可忽视的重要问题，并且近年来，随着科学技术的不断发展，防雷击技术也开始不断成熟。现阶段，对于220kv的输电线路来说，为切实降低雷击情况对线路正常运行的影响，人们可以在科学分析整条线路雷击跳闸率的基础上，采用差异化防雷击跳闸技术，提升线路运行的稳定性与安全性。
参考文献：
[1]王锐,金亮,彭向阳,等.不平衡绝缘配置防治同塔双回输电线路雷击同时跳闸效果仿真研究[J].广东电力,2020,33(10):110-117.
[2]黄富勇.输电线路防雷技术的研究及应用[J].中国新技术新产品,2020(15):147-148.
[3]曹文君.内蒙古地区输电线路防雷技术与措施研究[D].华北电力大学,2019.
[4]孔令雪,费藤答.两起220 kV同塔双回线路雷击跳闸故障分析及防雷措施[J].吉林电力,2020,48(06):50-53.