輸電線路差異化防雷技術(shù)培訓(xùn)20110411

1、2011年度輸電線路運(yùn)行分析暨運(yùn)維新技術(shù)培訓(xùn)會(huì)議文件（交流材料）輸電線路差異化防雷技術(shù)培訓(xùn)（2011年4月15日）國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院堅(jiān)持面向建設(shè)以超、特高壓為電網(wǎng)核心的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重大技術(shù)需求，瞄準(zhǔn)雷電監(jiān)測(cè)與防護(hù)前沿基礎(chǔ)理論研究、電網(wǎng)雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及防護(hù)策略制定、雷電監(jiān)測(cè)與防護(hù)重大關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，針對(duì)雷電監(jiān)測(cè)與防護(hù)領(lǐng)域中的基礎(chǔ)問題、關(guān)鍵問題、前沿問題和實(shí)際問題在雷電監(jiān)測(cè)與防護(hù)的基礎(chǔ)理論、分析方法、仿真計(jì)算、標(biāo)準(zhǔn)制訂、工程應(yīng)用、裝備研發(fā)與推廣等方面開展系列研究，并取得了一系列的創(chuàng)新性成果。國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院始終以保障我國(guó)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行為使命，針對(duì)目前依然嚴(yán)峻

2、的防雷形勢(shì)，持續(xù)開展防雷綜合研究工作，為運(yùn)行單位量身打造全方位的輸電線路防雷管理、運(yùn)行和改造的技術(shù)與策略，以期解決電網(wǎng)雷擊跳閘和故障的普遍難題。一、引言近年來，隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展和強(qiáng)對(duì)流天氣的增多，雷害故障呈現(xiàn)出一些新的特點(diǎn)，雷擊造成的線路兩相閃絡(luò)、同塔雙回線路同時(shí)閃絡(luò)、同一輸電通道多回線路相繼跳閘等嚴(yán)重故障明顯增加，高電壓、長(zhǎng)距離、大容量輸電線路防雷工作面臨新的課題。為此，需要根據(jù)輸電線路在電網(wǎng)中的重要程度、線路走廊雷電活動(dòng)強(qiáng)度、地形地貌及線路結(jié)構(gòu)等差異，有針對(duì)性的開展架空輸電線路防雷設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行、改造工作。為規(guī)范架空輸電線路差異化防雷工作，進(jìn)一步提高輸電線路防雷技術(shù)及管理水平，國(guó)網(wǎng)公司

3、生技部于2011年初下發(fā)了架空輸電線路差異化防雷工作指導(dǎo)意見（簡(jiǎn)稱指導(dǎo)意見）。指導(dǎo)意見中明確提出輸電線路防雷工作總體思路為：堅(jiān)持預(yù)防為主、綜合治理的原則，全面開展架空輸電線路差異化防雷工作，實(shí)現(xiàn)不同區(qū)域、不同電壓等級(jí)、不同重要性線路耐雷水平和防雷措施的差異化配置，提高核心骨干網(wǎng)架、戰(zhàn)略性輸電通道、重要負(fù)荷供電線路的防雷水平，減少雷害造成的電網(wǎng)和設(shè)備故障，保障大電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。為切實(shí)貫徹本指導(dǎo)意見，各單位應(yīng)開展的重點(diǎn)工作包括：1）加強(qiáng)雷電監(jiān)測(cè)及雷害統(tǒng)計(jì)分析，開展雷區(qū)分布圖繪制工作；2）開展輸電線路雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；3）積極推進(jìn)新建線路差異化防雷設(shè)計(jì)；4）加強(qiáng)在運(yùn)線路差異化防雷治理改造。針對(duì)指導(dǎo)意見

4、中提出的重點(diǎn)工作，特進(jìn)行本次輸電線路差異化防雷技術(shù)培訓(xùn)，以便各單位更好的理解“差異化防雷”思想，加快推進(jìn)差異化防雷技術(shù)實(shí)施。二、地閃密度分布圖繪制（一）技術(shù)背景雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)從上世紀(jì)八十年代發(fā)展至今，已經(jīng)建立了覆蓋主體電網(wǎng)的雷電監(jiān)測(cè)網(wǎng)，積累了大量雷電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，成為我國(guó)不可多得的表征雷電分布規(guī)律的珍貴基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為實(shí)現(xiàn)輸電線路防雷差異化設(shè)計(jì)提供了必不可少的依據(jù)。為規(guī)范雷區(qū)等級(jí)劃分和雷區(qū)分布圖繪制方法，及時(shí)掌握各地區(qū)雷電活動(dòng)水平和分布特征，指導(dǎo)輸電線路雷電防護(hù)設(shè)計(jì)、運(yùn)行及改造，推行架空輸電線路的差異化防雷治理策略，進(jìn)一步提升國(guó)家電網(wǎng)公司的防雷技術(shù)水平和效果，公司計(jì)劃編制了雷區(qū)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)與雷區(qū)分布圖繪制規(guī)

5、則企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其中，雷區(qū)分布圖包括地閃密度分布圖和電網(wǎng)雷害圖兩類。地閃密度分布圖指依據(jù)雷電定位系統(tǒng)多年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析處理后，對(duì)自然區(qū)域內(nèi)的雷電進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并按照一定的分級(jí)原則繪制的落雷密度分布圖，表征地面各區(qū)域的地閃密度大小。（二）主要內(nèi)容1. 地閃密度等級(jí)劃分原則基于地閃密度（Ng）值，將雷電活動(dòng)頻度從弱到強(qiáng)分為4個(gè)等級(jí)，7個(gè)層級(jí)：地閃密度等級(jí)地閃密度層級(jí)Ng范圍(次/(km2·a)對(duì)應(yīng)雷區(qū)等級(jí)對(duì)應(yīng)雷電日Td范圍（天）A級(jí)A級(jí)Ng < 1.0少雷區(qū)Td< 15B級(jí)B1級(jí)1.0Ng <2.0中雷區(qū)15Td <40B2級(jí)2.0Ng <3.0C級(jí)C1級(jí)3

6、.0Ng <5.0多雷區(qū)40Td <90C2級(jí)5.0Ng <8.0D級(jí)D1級(jí)8.0Ng <11.0強(qiáng)雷區(qū)Td 90D2級(jí)Ng 11.02. 地閃密度分布圖繪制一般要求a）地閃密度分布圖以各省電力公司為基本單位繪制，各區(qū)域電網(wǎng)公司的地閃密度分布圖應(yīng)在各省地閃密度分布圖的基礎(chǔ)上綜合獲得；各行政市的地閃密度分布圖在各省公司已繪制的地閃密度分布圖的基礎(chǔ)上分割獲得。b）地閃密度分布圖技術(shù)以各地雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)至少35年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。c）地閃密度分布圖以當(dāng)?shù)啬昶骄亻W密度分布為基礎(chǔ)進(jìn)行繪制。e）地閃密度分布圖應(yīng)每年進(jìn)行一次更新。f）地閃密度分布圖的繪制采用網(wǎng)格法，網(wǎng)格分辨率根據(jù)統(tǒng)計(jì)對(duì)

7、象大小和實(shí)際需求適當(dāng)選擇；以省域?yàn)閷?duì)象時(shí)，網(wǎng)格分辨率在0.01°×0.01°0.05°×0.05°范圍內(nèi)選擇。g）在各地地閃密度分布圖繪制過程中，應(yīng)注意四周的雷電探測(cè)效率問題，在有條件的地區(qū)盡量使用聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)繪制以保障當(dāng)?shù)剡吔绲貐^(qū)的探測(cè)效率。（三）應(yīng)用情況在我國(guó)，國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院從2004年底開始系統(tǒng)進(jìn)行基于自動(dòng)雷電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行雷電參數(shù)和雷電活動(dòng)分布規(guī)律的研究，開發(fā)了雷電數(shù)據(jù)專家分析系統(tǒng)，可基于海量雷電數(shù)據(jù)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)各種典型雷電參數(shù)的時(shí)間、空間分布；并先后與福建、陜西、浙江、華北、江蘇、湖北等網(wǎng)省公司合作，統(tǒng)計(jì)分析了當(dāng)?shù)貧v年雷電分布特征

8、，繪制了各地高分辨率地閃密度分布圖，為指導(dǎo)當(dāng)?shù)胤览自O(shè)計(jì)和改造、新建輸變電設(shè)備選址發(fā)揮了重要作用。圖1 浙江20052009年地閃密度分布圖圖2 京津唐地區(qū)20052008年地閃密度分布圖三、電網(wǎng)雷害圖技術(shù)電網(wǎng)雷害圖技術(shù)是利用電網(wǎng)雷害圖指導(dǎo)電網(wǎng)防雷設(shè)計(jì)和改造的一種技術(shù)。電網(wǎng)雷害圖，是指將危害電網(wǎng)的雷電按照其危害程度進(jìn)行劃分得出的分布圖，該分布不同于用雷電日劃分的雷區(qū)分布或用地閃密度表示的雷電分布，而是按電網(wǎng)雷擊閃絡(luò)類型給出的電網(wǎng)繞擊或反擊雷害的分級(jí)與分布。電網(wǎng)雷害圖按雷害性質(zhì)可分為：電網(wǎng)繞擊雷害圖和電網(wǎng)反擊雷害圖；按電壓等級(jí)可分為：220kV電網(wǎng)雷害圖、500kV電網(wǎng)雷害圖等。（一）技術(shù)原理電網(wǎng)

9、雷害的發(fā)生與雷電活動(dòng)的頻繁程度、雷電屬性（雷電流幅值、回?fù)簟O性等）、地質(zhì)地形地貌特征、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及防雷措施等因素有關(guān)。電網(wǎng)雷害圖是以雷電定位系統(tǒng)長(zhǎng)期自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，依據(jù)電網(wǎng)絕緣水平，確定電網(wǎng)雷擊閃絡(luò)危險(xiǎn)電流范圍，采用網(wǎng)格法統(tǒng)計(jì)得到在危險(xiǎn)電流范圍內(nèi)的地閃密度分布，即電網(wǎng)雷害分布；再利用數(shù)據(jù)分類方法，并結(jié)合雷擊事故記錄、地質(zhì)地形地貌特征等因素，對(duì)電網(wǎng)雷害分布進(jìn)行分級(jí)，以地理圖的形式表征該電網(wǎng)雷害分級(jí)與分布特征，從而得到電網(wǎng)雷害圖，繪制基本思路如圖3所示。電網(wǎng)雷害圖技術(shù)即以電網(wǎng)雷害圖所表征出的不同區(qū)域電網(wǎng)雷害的分布和分級(jí)特征，指導(dǎo)電網(wǎng)進(jìn)行針對(duì)性的防雷配置。圖3 電網(wǎng)雷害圖繪制基本思路（二）雷

10、害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分雷害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分根據(jù)危險(xiǎn)雷電密度分布、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、地形地質(zhì)地貌概況三大因素綜合考慮，三者置信度依次降低。1. 分級(jí)原則1）危險(xiǎn)雷電分布在地閃密度分布和雷電流幅值分布基礎(chǔ)上繪制，針對(duì)引起線路跳閘的繞擊電流段和反擊電流段分別進(jìn)行計(jì)算統(tǒng)計(jì)分析。定義危險(xiǎn)電流密度為Ngc，反擊危險(xiǎn)電流密度為Ngc1，繞擊危險(xiǎn)電流密度為Ngc2，則：，其中：Ng地閃密度；P1超過雷擊桿塔頂部時(shí)耐雷水平的雷電流概率；P2繞擊危險(xiǎn)電流出現(xiàn)的概率。可見危險(xiǎn)電流密度分布綜合了地閃密度分布和危險(xiǎn)電流發(fā)生概率兩個(gè)因素的影響。2）運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)主要依據(jù)已有運(yùn)行輸電線路的雷擊跳閘率和雷擊事故記錄、采用的防雷措施等情況而定。

11、依據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對(duì)由危險(xiǎn)雷電分布確定的等級(jí)進(jìn)行調(diào)整，將出現(xiàn)雷擊故障的附近區(qū)域電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)提升一級(jí)。3）環(huán)境特征同一電壓等級(jí)線路，還需要考慮線路具體走向、地形地質(zhì)地貌、接地電阻、絕緣子數(shù)量等因素的影響，并據(jù)此對(duì)前面確定的等級(jí)進(jìn)行局部適度調(diào)整。2. 分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。表1 電網(wǎng)雷害風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)級(jí)危險(xiǎn)雷電密度?。▽?duì)應(yīng)地閃密度A級(jí)），線路雷擊跳閘概率低；級(jí)危險(xiǎn)雷電密度較小（對(duì)應(yīng)地閃密度B1、B2級(jí)），線路雷擊跳閘概率較低；級(jí)危險(xiǎn)雷電密度較大（對(duì)應(yīng)地閃密度C1、C2級(jí)），線路雷擊跳閘概率較高；級(jí)危險(xiǎn)雷電密度大（對(duì)應(yīng)地閃密度D1、D2級(jí)），線路雷擊跳閘概率高。（三）應(yīng)用情況在我國(guó)，20

12、06年由華北電網(wǎng)有限公司立項(xiàng)，國(guó)網(wǎng)武漢高壓研究院和華北電力科學(xué)研究院共同合作，率先開展針對(duì)華北地區(qū)的電網(wǎng)雷害圖技術(shù)的研究，于2007年在國(guó)內(nèi)外首次提出電網(wǎng)雷害圖技術(shù)，繪制出華北電網(wǎng)雷害圖，并依據(jù)雷害圖編制了華北地區(qū)雷區(qū)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)與高壓架空線路防雷配置原則，應(yīng)用于所轄輸電線路防雷配置設(shè)計(jì)與改造。華北地區(qū)2003年2006年500kV電網(wǎng)雷害圖如圖4所示。圖4 華北地區(qū)2003年2006年500kV電網(wǎng)雷害圖（四）技術(shù)前景科學(xué)的電網(wǎng)雷害圖技術(shù)是提高當(dāng)前雷電防護(hù)措施針對(duì)性，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)“差異化防雷”，提高防雷技術(shù)經(jīng)濟(jì)性和有效性的重要手段，也是當(dāng)前雷電防護(hù)工程領(lǐng)域一直迫切渴望得到的一項(xiàng)技術(shù)。電網(wǎng)雷害圖技術(shù)應(yīng)

13、廣泛推廣應(yīng)用。在雷電數(shù)據(jù)長(zhǎng)期積累的情況下，各地區(qū)應(yīng)著手繪制電網(wǎng)雷害圖，同時(shí)在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步制定相應(yīng)的防雷配置原則，為防雷設(shè)計(jì)、運(yùn)行和改造提供參考和依據(jù)，改善目前防雷措施簡(jiǎn)單、粗放的現(xiàn)狀。四、差異化防雷設(shè)計(jì)（一）應(yīng)用背景早期輸電線路防雷設(shè)計(jì)中，主要以典型桿塔在典型地形地貌和傳統(tǒng)雷電參數(shù)下計(jì)算得到的耐雷水平和雷擊跳閘率作為防雷性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。但這樣的計(jì)算結(jié)果無法反映線路走廊沿線各個(gè)區(qū)域的雷電活動(dòng)特征、地形地貌特征、桿塔結(jié)構(gòu)特征和絕緣配置的差異性，據(jù)此做出的防雷設(shè)計(jì)方案往往無法達(dá)到預(yù)期效果，實(shí)際運(yùn)行中易成為雷害高發(fā)線路。由于電網(wǎng)雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)長(zhǎng)期積累的海量雷電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)已成為雷電參數(shù)統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)資料，國(guó)網(wǎng)電

14、力科學(xué)研究院從2004年底開始系統(tǒng)開展基于海量自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的雷電基礎(chǔ)參數(shù)研究，相繼分析過福建、陜西、京津唐、海南、浙江、江蘇、云南等電網(wǎng)，并取得了良好的效果。因此，新建線路防雷設(shè)計(jì)應(yīng)采用基于雷電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)繪制的雷區(qū)分布圖作為雷電參數(shù)設(shè)計(jì)依據(jù)，同時(shí)以全線逐基桿塔雷害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估取代典型桿塔防雷性能計(jì)算。（二）主要內(nèi)容新建輸電線路應(yīng)采用雷區(qū)分布圖和雷害評(píng)估技術(shù)取代傳統(tǒng)雷電日和雷擊跳閘率經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式，并按照線路在電網(wǎng)中的位置、作用和沿線雷區(qū)分布，區(qū)別重要線路和一般線路進(jìn)行差異化防雷設(shè)計(jì)。線路防雷設(shè)計(jì)應(yīng)按照沿線雷區(qū)分布，合理確定線路絕緣水平、地線保護(hù)角、桿塔接地電阻。重要線路還應(yīng)利用數(shù)字仿真手段進(jìn)行線路、桿

15、塔的反擊、繞擊跳閘率校核，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，對(duì)于不滿足運(yùn)行要求的區(qū)段或桿塔應(yīng)適當(dāng)提高耐雷水平或增加防雷措施。（三）防雷措施配置原則1. 重要線路1）地線保護(hù)角重要線路應(yīng)沿全線架設(shè)雙地線，地線保護(hù)角一般按表2選取。表2 重要線路地線保護(hù)角選取雷區(qū)分布電壓等級(jí)桿塔型式地線保護(hù)角AB2110kV單回路鐵塔10同塔雙（多）回鐵塔0鋼管桿20220kV330kV單回路鐵塔10同塔雙（多）回鐵塔0鋼管桿15500kV750kV單回路5同塔雙（多）回0C1D2對(duì)應(yīng)電壓等級(jí)和桿塔型式可在上述基礎(chǔ)上，進(jìn)一步減小地線保護(hù)角。對(duì)于繞擊雷害風(fēng)險(xiǎn)處于級(jí)區(qū)域的線路，地線保護(hù)角可進(jìn)一步減小。兩地線間距不應(yīng)超過導(dǎo)地線間垂直距離的

16、5倍，如超過5倍，經(jīng)論證可在兩地線間架設(shè)第3根地線。2）絕緣配置新建線路應(yīng)在滿足交叉跨越距離及塔頭空氣間隙的條件下適當(dāng)增加絕緣子片數(shù)或復(fù)合絕緣子干弧長(zhǎng)度。多雷區(qū)（C1-C2區(qū)域）線路使用復(fù)合絕緣子時(shí)，干弧距離應(yīng)加長(zhǎng)10%15%，或綜合考慮在導(dǎo)線側(cè)加裝12片懸式絕緣子。500kV復(fù)合絕緣子的干弧距離不宜小于4340mm（相當(dāng)于28片結(jié)構(gòu)高度為155mm的懸式瓷或玻璃絕緣子的串長(zhǎng)）；220kV復(fù)合絕緣子的電弧距離不宜小于2044mm（相當(dāng)于14片結(jié)構(gòu)高度為146mm的懸式瓷或玻璃絕緣子的串長(zhǎng)）；110kV復(fù)合絕緣子的電弧距離不宜小于1022mm（相當(dāng)于7片結(jié)構(gòu)高度為146mm懸式瓷或玻璃絕緣子的串

17、長(zhǎng)）。強(qiáng)雷區(qū)（D1-D2區(qū)域）在滿足風(fēng)偏和導(dǎo)線對(duì)地距離要求的前提下，線路使用復(fù)合絕緣子時(shí)，干弧距離應(yīng)加長(zhǎng)20%，或綜合考慮在導(dǎo)線側(cè)加裝3-4片懸式絕緣子。處于C1及以上雷區(qū)的同塔雙回線路，可在具有正常絕緣的一回線路上適當(dāng)增加絕緣以形成不平衡高絕緣，從而減少雷擊引起雙回線路同時(shí)閃絡(luò)跳閘的概率。3）接地電阻新建線路：每基桿塔不連地線的工頻接地電阻，在雷季干燥時(shí)不宜超過表3所列數(shù)值。表3 重要線路桿塔新建時(shí)的工頻接地電阻土壤電阻率（·m）1001005005001000100020002000接地電阻（）1015202530注：如土壤電阻率超過2000·m，接地電阻很難降到30時(shí)

18、，可采用68根總長(zhǎng)不超過500m的放射形接地體，或采用連續(xù)伸長(zhǎng)接地體，接地電阻可不受限制。4）線路避雷器安裝線路避雷器是防止線路雷擊閃絡(luò)的有效措施，宜根據(jù)技術(shù)-經(jīng)濟(jì)原則因地制宜的制定實(shí)施方案。在強(qiáng)雷區(qū)（D1-D2區(qū)域）的新建線路，當(dāng)采取減小地線保護(hù)角、增加絕緣配置、降低接地電阻等防雷措施后仍無法滿足運(yùn)行要求時(shí)，可加裝線路避雷器。線路避雷器宜選擇帶串聯(lián)間隙的避雷器，其在桿塔上的安裝方式為：-110、220kV單回線路必要時(shí)宜在3相絕緣子串旁安裝；-330750kV 單回線路可在兩邊相絕緣子串旁安裝；-同塔雙回線路宜在一回路線路絕緣子串旁安裝。2. 一般線路1）地線保護(hù)角除A級(jí)雷區(qū)外，220kV及

19、以上線路一般應(yīng)全線架設(shè)雙地線。110kV線路應(yīng)全線架設(shè)地線，在山區(qū)和D1、D2級(jí)雷區(qū)，宜架設(shè)雙地線，雙地線保護(hù)角需按表4配置。220kV及以上線路在金屬礦區(qū)的線段、山區(qū)特殊地形線段宜減小保護(hù)角，330kV及以下單地線路的保護(hù)角宜小于25°。運(yùn)行線路一般不進(jìn)行地線保護(hù)角的改造。表4 一般線路地線保護(hù)角選取雷區(qū)分布電壓等級(jí)桿塔型式地線保護(hù)角AB2110kV單回鐵塔15同塔雙（多）回鐵塔10鋼管桿20220kV330kV單回鐵塔15同塔雙（多）回鐵塔0鋼管桿15500kV750kV單回10同塔（多）雙回0C1D2對(duì)應(yīng)電壓等級(jí)和桿塔型式可在上述基礎(chǔ)上，進(jìn)一步減小地線保護(hù)角。2）絕緣配置按照相

20、關(guān)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)行防雷絕緣配置。3）接地電阻新建線路：每基桿塔不連地線的工頻接地電阻，在雷季干燥時(shí)，不宜超過表5所列數(shù)值。表5 一般線路桿塔新建時(shí)的工頻接地電阻土壤電阻率（·m）1001005005001000100020002000接地電阻（）1015202530注：如土壤電阻率超過2000·m，接地電阻很難降低到30時(shí)，可采用68根總長(zhǎng)不超過500m的放射形接地體，或采用連續(xù)伸長(zhǎng)接地體，接地電阻不受限制。4）絕緣子并聯(lián)間隙對(duì)于跳閘后對(duì)電網(wǎng)影響較小且運(yùn)行維護(hù)困難的山區(qū)線路，當(dāng)其全線大多處于C2及以上雷區(qū)時(shí)，經(jīng)充分論證可全線采用絕緣子并聯(lián)間隙作為防雷保護(hù)。安裝并聯(lián)間隙時(shí)，如需增加絕

21、緣子以提高絕緣水平時(shí)，應(yīng)對(duì)弧垂、交叉跨越距離、塔頭空氣間隙等進(jìn)行校核。同塔雙回線路，可選擇雷害風(fēng)險(xiǎn)較高的一回進(jìn)行安裝。但對(duì)于同塔雙回線路耐張塔，500kV線路不宜安裝并聯(lián)間隙, 110kV、220kV 同塔雙回耐張塔僅在上相安裝。單回路耐張塔絕緣子串僅在絕緣子串向上的一側(cè)安裝并聯(lián)間隙。直線塔的絕緣子串并聯(lián)間隙一般應(yīng)順導(dǎo)線布置，且絕緣子串兩側(cè)均需安裝。（四）應(yīng)用情況基于國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院在雷電監(jiān)測(cè)網(wǎng)與雷電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)挖掘方面的成果，在2006年1000kV特高壓交流試驗(yàn)示范工程和2009年皖電東送輸變電工程預(yù)研時(shí)，基于全國(guó)雷電監(jiān)測(cè)平臺(tái)，分別統(tǒng)計(jì)分析了特高壓試驗(yàn)示范工程、皖電東送輸變電工程沿線雷電參數(shù)

22、（如圖5、圖6所示），提出了分析線路走廊沿線雷電活動(dòng)特征的“線路走廊網(wǎng)格法”，統(tǒng)計(jì)得到了中線特高壓、東線特高壓工程沿線隨地理氣候變化，各個(gè)區(qū)段的雷電日、地閃密度、雷電流幅值累積概率分布等雷電參數(shù)及雷電活動(dòng)時(shí)空分布特征，獲得了易擊段和易閃段。研究成果為交流特高壓工程的雷電防護(hù)設(shè)計(jì)提出了重要、針對(duì)性強(qiáng)、防雷領(lǐng)域十分缺乏的防雷基礎(chǔ)參數(shù)和防雷重點(diǎn)區(qū)段，改變了以往雷電防護(hù)設(shè)計(jì)因缺乏對(duì)線路雷電活動(dòng)的了解而偏向盲目的狀況，為沿線地形復(fù)雜、跨度很大的特高壓工程實(shí)現(xiàn)針對(duì)性的、差異化的防雷設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。中線特高壓自2008年底投運(yùn)至今尚未發(fā)生雷擊跳閘故障。圖5 中線特高壓20022005年4年平均地閃密度分布圖

23、6 東線特高壓20052008年3年平均地閃密度分布圖五、差異化防雷評(píng)估與治理技術(shù)輸電線路差異化防雷評(píng)估與治理技術(shù)是以雷電監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)，以輸電線路雷擊閃絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估為手段，根據(jù)輸電線路電壓等級(jí)、在電網(wǎng)中的重要性和作用，以及線路走廊的雷電活動(dòng)強(qiáng)度、地形地貌及線路結(jié)構(gòu)的不同，有針對(duì)性的進(jìn)行架空輸電線路防雷評(píng)估與治理工作。（一）應(yīng)用背景如何有效的評(píng)估輸電線路防雷性能以及如何提高防雷改造效果是電網(wǎng)運(yùn)行人員一直高度重視的問題。近年來架空輸電線路雷擊跳閘嚴(yán)峻的形勢(shì)，使得每年都有多條線路被其運(yùn)行單位列為亟待進(jìn)行防雷改造的對(duì)象。以往針對(duì)輸電線路防雷，多注重于典型桿塔防雷性能的計(jì)算和分析以及防雷措施的提出，對(duì)于線路

24、的整體防雷策略則研究較少，因此，在對(duì)實(shí)際運(yùn)行中雷擊跳閘率超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的線路提出改造時(shí)，因不易掌握輸電線路走廊雷電分布特征和各級(jí)桿塔防雷性能，從而無法明確確定各級(jí)桿塔雷擊閃絡(luò)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)以及決定風(fēng)險(xiǎn)的因素，一般只能根據(jù)往年的跳閘記錄運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定改造方案。據(jù)此做出的輸電線路防雷綜合改造策略，針對(duì)性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性都有待進(jìn)一步提高，且無法明確投入與預(yù)期效果的定量關(guān)系以及給出改造后“是否還會(huì)出現(xiàn)雷擊跳閘”、“雷擊跳閘率降到多少是合理的”的結(jié)論，對(duì)各級(jí)生產(chǎn)技術(shù)管理部門在決策輸電線路防雷工作時(shí)造成了不便。針對(duì)上述問題，國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院于2007年對(duì)典型電網(wǎng)的雷擊故障、雷電活動(dòng)分布特征、相關(guān)地形地貌進(jìn)行了較為仔

25、細(xì)的調(diào)查和分析，基于架空輸電線路的雷擊故障以及線路走廊的雷電活動(dòng)、線路特征等均存在的明顯差異提出了輸電線路差異化防雷評(píng)估與治理技術(shù)。（二）主要內(nèi)容輸電線路差異化防雷評(píng)估與治理技術(shù)以“差異化防雷”的思想為指導(dǎo)，該技術(shù)以“降低雷擊跳閘率和雷擊事故率、提高防雷改造的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性、明確投入與預(yù)期效果的定量關(guān)系”為主導(dǎo)思想，基于雷電定位系統(tǒng)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析輸電線路全線走廊雷電分布規(guī)律，結(jié)合線路特征參數(shù)等，選擇合適的防雷計(jì)算分析方法，逐基桿塔進(jìn)行防雷性能評(píng)估，確定各級(jí)桿塔防雷安全等級(jí)及其決定因素；依據(jù)現(xiàn)有防雷措施技術(shù)特點(diǎn)，采取針對(duì)性防護(hù)措施配置，制定多套具有不同特點(diǎn)防雷改造方案，并進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)，

26、依據(jù)改造目標(biāo)和管理要求，確定出最佳改造方案，明確給出投入與預(yù)期效果的定量關(guān)系，最終形成輸電線路防雷治理策略。輸電線路差異化防雷評(píng)估與治理技術(shù)的具體流程如圖7所示，其主要內(nèi)容包括：圖7 輸電線路差異化防雷評(píng)估與治理技術(shù)流程圖1. 輸電線路參數(shù)統(tǒng)計(jì)參數(shù)統(tǒng)計(jì)包括線路走廊雷電參數(shù)統(tǒng)計(jì)和線路特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)兩部分。雷電參數(shù)統(tǒng)計(jì)是基于雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行積累的雷電資料，以網(wǎng)格的形式對(duì)線路走廊進(jìn)行劃分，統(tǒng)計(jì)、分析并獲取能反映該線路走廊不同時(shí)間、不同區(qū)域雷電活動(dòng)特征的地閃密度、雷電流幅值累積概率分布等雷電參數(shù)。線路特征參數(shù)即線路基本信息、桿塔結(jié)構(gòu)及絕緣、走廊地形地貌等參數(shù)，這些參數(shù)主要通過線路運(yùn)行或設(shè)計(jì)部門獲取。2.

27、 輸電線路雷擊閃絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估在參數(shù)統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，綜合考慮線路的地形地貌特征、絕緣特征等因素，采用合適的防雷計(jì)算分析模型對(duì)線路逐基桿塔進(jìn)行防雷計(jì)算，得到每基桿塔的雷擊跳閘率，并根據(jù)設(shè)定的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)估每基桿塔的耐雷性能，結(jié)合桿塔所處地區(qū)雷電活動(dòng)參數(shù)、桿塔結(jié)構(gòu)、絕緣配置、地形地貌特征給出耐雷性能弱的桿塔易閃絡(luò)的原因。3. 輸電線路防雷措施配置及方案制定以防雷性能評(píng)估結(jié)果為基礎(chǔ)，結(jié)合分析得到的桿塔易閃絡(luò)的原因以及各種防雷措施的特點(diǎn)，確定針對(duì)性的防雷措施以及治理方案。4. 輸電線路防雷配置方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)及綜合治理策略對(duì)防雷改造方案之后的雷擊跳閘率再次進(jìn)行計(jì)算，評(píng)價(jià)防雷配置方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，評(píng)估防雷改

28、造的效果，提出防雷綜合治理策略。（三）防雷措施配置原則架空輸電線路的防雷措施應(yīng)按照輸電線路在電網(wǎng)中的重要程度、線路走廊雷電活動(dòng)強(qiáng)度、地形地貌及線路結(jié)構(gòu)的不同，進(jìn)行差異化配置，重點(diǎn)加強(qiáng)重要線路以及多雷區(qū)、強(qiáng)雷區(qū)內(nèi)桿塔和線段的防雷保護(hù)。1. 重要線路1）接地電阻運(yùn)行線路：對(duì)經(jīng)常遭受反擊的桿塔在進(jìn)行接地電阻改造時(shí)，每基桿塔不連地線的工頻接地電阻，在雷季干燥時(shí)不宜超過表6所列數(shù)值。不宜使用降阻劑降低接地電阻。表6 易擊桿塔改造后的工頻接地電阻土壤電阻率（·m）1001005005001000100020002000接地電阻（）7101515152）線路避雷器運(yùn)行線路宜在下列地點(diǎn)安裝：-多雷地

29、區(qū)發(fā)電廠、變電站進(jìn)線段且接地電阻較大的桿塔；-山區(qū)線路桿塔接地電阻過大、易發(fā)生閃絡(luò)且改善接地電阻困難也不經(jīng)濟(jì)的桿塔；-多雷區(qū)（C1-C2區(qū)域）同塔雙回路線路易擊段的一回線路的桿塔。線路避雷器宜選擇帶串聯(lián)間隙的避雷器，其在桿塔上的安裝方式為：-110、220kV單回線路必要時(shí)宜在3相絕緣子串旁安裝；-330750kV單回線路可在兩邊相絕緣子串旁安裝；-同塔雙回線路宜在一回路線路絕緣子串旁安裝。2. 一般線路1）接地電阻運(yùn)行線路：對(duì)經(jīng)常遭受反擊的桿塔在進(jìn)行接地電阻改造時(shí)，每基桿塔不連地線的工頻接地電阻，在雷季干燥時(shí)不宜超過表6所列數(shù)值。不宜使用降阻劑降低接地電阻。2）絕緣子并聯(lián)間隙對(duì)于跳閘后對(duì)電網(wǎng)

30、影響較小且運(yùn)行維護(hù)困難的山區(qū)線路，當(dāng)其全線大多處于C2及以上雷區(qū)時(shí)，經(jīng)充分論證可全線采用絕緣子并聯(lián)間隙作為防雷保護(hù)。安裝并聯(lián)間隙時(shí)，如需增加絕緣子以提高絕緣水平時(shí)，應(yīng)對(duì)弧垂、交叉跨越距離、塔頭空氣間隙等進(jìn)行校核。同塔雙回線路，可選擇雷害風(fēng)險(xiǎn)較高的一回進(jìn)行安裝。但對(duì)于同塔雙回線路耐張塔，500kV線路不宜安裝并聯(lián)間隙, 110kV、220kV 同塔雙回耐張塔僅在上相安裝。單回路耐張塔絕緣子串僅在絕緣子串向上的一側(cè)安裝并聯(lián)間隙。直線塔的絕緣子串并聯(lián)間隙一般應(yīng)順導(dǎo)線布置，且絕緣子串兩側(cè)均需安裝。3）線路避雷器一般線路不推薦使用線路避雷器。在雷害高發(fā)的線路區(qū)段，當(dāng)其它防雷措施已實(shí)施但效果仍不明顯時(shí)，經(jīng)

31、充分論證后方可安裝線路避雷器。（四）應(yīng)用情況輸電線路差異化防雷評(píng)估與治理技術(shù)充分考慮了輸電線路時(shí)間與空間的差異，綜合考慮了輸電線路的雷電活動(dòng)、線路結(jié)構(gòu)、地形地貌等各種因素及特征，采用了基于雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析獲取的雷電參數(shù)，對(duì)輸電線路逐基桿塔進(jìn)行了防雷計(jì)算，反映了輸電線路各基桿塔的相對(duì)防雷性能強(qiáng)弱，可有效的幫助輸電線路設(shè)計(jì)和運(yùn)行部門更加細(xì)致的、有針對(duì)性的采取防雷措施來提高線路防雷性能。近三年多來，該技術(shù)已在華北、華東、湖北、陜西等多個(gè)單位推廣應(yīng)用。1）2008奧運(yùn)保電，華北電網(wǎng)采用輸電線路差異化防雷技術(shù)及策略對(duì)雷擊故障次數(shù)較多的500kV線路進(jìn)行雷擊閃絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，指導(dǎo)防雷改造重點(diǎn)方向。

32、2）2008年，陜西省電力公司采用輸電線路差異化防雷技術(shù)及策略，針對(duì)330kV雷擊跳閘率較高線路進(jìn)行雷擊閃絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，提出了防雷綜合改造措施。3）2009年，華東電網(wǎng)以差異化防雷技術(shù)為手段，對(duì)500kV雙回瀝富瀝陽線進(jìn)行雷擊閃絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，制定多套不同技術(shù)經(jīng)濟(jì)性改造方案供防雷治理參考。4）近年來，三峽電站出線區(qū)域500kV輸電線路雷擊跳閘頻發(fā)。2009年在國(guó)網(wǎng)公司領(lǐng)導(dǎo)下，湖北省公司組織國(guó)網(wǎng)電科院及湖北超高壓公司以差異化防雷技術(shù)對(duì)三峽近區(qū)500kV出線防雷治理進(jìn)行研究和措施制定，以降低雷擊跳閘率。通過比較專項(xiàng)改造前后雷擊故障特點(diǎn)，專項(xiàng)改造后處于改造范圍內(nèi)的故障數(shù)同比下降44.4%，如圖8所示。圖8

33、 三峽近區(qū)500kV電網(wǎng)防雷治理效果評(píng)估5）三滬直流輸電線路（原葛南直流）近年來為滿足華東地區(qū)日益增加的用電負(fù)荷進(jìn)行了增容改造，提高輸送容量至3000MW。增容改造后三滬直流采用同塔雙回布置，在防雷性能方面較單回線路有所變化。2011年初在國(guó)網(wǎng)公司領(lǐng)導(dǎo)下，以國(guó)網(wǎng)電科院為技術(shù)依托，聯(lián)合湖北、安徽、江蘇、上海公司啟動(dòng)三滬直流防雷綜合評(píng)估研究，以提高線路防雷性能。2010年以來，華中電網(wǎng)有限公司、安徽省電力公司、四川省電力公司、宜昌供電局等單位繼續(xù)聯(lián)合國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院基于輸電線路差異化防雷評(píng)估與治理技術(shù)，結(jié)合所轄線路的具體情況和需求開展輸電線路的防雷治理工作，以指導(dǎo)輸電線路防雷設(shè)計(jì)和改造，推動(dòng)電網(wǎng)

34、防雷工作向更加科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。（五）差異化防雷評(píng)估實(shí)例以某500kV線路（以下簡(jiǎn)稱甲線路）為例進(jìn)行差異化防雷技術(shù)方法分析。該線路全長(zhǎng)208.6km，共452基桿塔，在20032007年共發(fā)生雷擊跳閘3次，均為2006年發(fā)生，且都是邊相閃絡(luò)，運(yùn)行管理部門認(rèn)定跳閘原因?yàn)槔@擊。三次故障發(fā)生的故障桿塔、故障時(shí)間如表7所示。表7 甲線路20032007年雷擊故障統(tǒng)計(jì)情況故障桿塔故障時(shí)間跳閘原因143#2006/7/24；13:42繞擊247#2006/5/24；21:15繞擊249#2006/7/23；15:38繞擊1. 線路走廊雷電參數(shù)統(tǒng)計(jì)利用“線路走廊網(wǎng)格法”，結(jié)合雷電定位系統(tǒng)20032

35、007年沿線地閃數(shù)據(jù)，將線路自西至東以0.1°×0.1°網(wǎng)格劃分為22段，依次編號(hào)為1#22#。1）線路走廊雷電流幅值累積概率分布甲線路20032007年每年和五年平均雷電流幅值累積概率分布如表8所示，圖9是對(duì)應(yīng)的雷電流幅值累積概率曲線。圖9 雷電流幅值概率分布曲線表8 甲線路走廊每年雷電流幅值累積概率分布由表8和圖9可以看出，雷電流幅值累積概率分布每年都有變化，且與IEEE推薦的參數(shù)也有差別。2）甲線路走廊地閃密度分布甲線路走廊20032007年各年及平均年沿線各網(wǎng)格地閃密度分布如圖10所示，圖中藍(lán)色點(diǎn)表示當(dāng)年該線出現(xiàn)的雷擊故障點(diǎn)。(a) 2003年(b) 20

36、04年(c) 2005年(d) 2006年(e) 2007年(f) 五年平均圖10 甲線路走廊20032007年各年及平均年地閃密度分布故障桿塔分別位于線路的第7、13段，而在2006年這兩年線路的地閃密度很大，可見甲線路走廊地閃密度分布與雷擊故障相關(guān)性較強(qiáng)。而五年綜合地閃密度最大的為線路的第7、19、20段，設(shè)定這三段即為線路的“易擊段”，即線路中容易遭受雷擊的部分。2. 線路特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)甲線路特征參數(shù)需要統(tǒng)計(jì)線路基本信息、桿塔結(jié)構(gòu)及絕緣、走廊地形地貌等參數(shù)，這些參數(shù)主要通過線路運(yùn)行或設(shè)計(jì)部門獲得。3. 線路雷擊跳閘率的計(jì)算甲線路實(shí)際運(yùn)行中沒有反擊引起的線路跳閘，計(jì)算只考慮繞擊跳閘率。繞擊計(jì)

37、算采用電氣幾何模型對(duì)易擊段進(jìn)行逐塔繞擊特性分析。甲線各易擊段（#130#150；#375#391；#392#416）20032007年每年的繞擊跳閘率以及這五年的平均繞擊跳閘率，計(jì)算結(jié)果如圖11所示。(a) 2003年(b) 2004年(c) 2005年(d) 2006年(e) 2007年(f) 五年平均圖11 20032007年易擊段平均繞擊跳閘率甲線易擊段各桿塔每年的繞擊跳閘率一般不同，繞擊跳閘率隨雷電活動(dòng)強(qiáng)弱的變化而變化。該線2005年和2006年的繞擊跳閘率明顯高于其他年份，而雷電活動(dòng)比較弱的2003年桿塔的繞擊跳閘率普遍都很小。4. 發(fā)生雷擊跳閘桿塔的跳閘原因分析針對(duì)實(shí)際運(yùn)行中該線路

38、發(fā)生雷擊跳閘的三基桿塔，分析了雷擊跳閘的主要原因，如表9所示。表9 雷擊跳閘桿塔繞擊性能分析故障桿塔塔型閃絡(luò)類型2006年桿塔處Ng繞擊率繞擊跳閘率呼高（m）保護(hù)角地形地貌跳閘主要原因分析#143ZBG繞擊5.540.081502711.4°山丘爬坡雷電活動(dòng)劇烈、地閃密度大#247ZBG繞擊3.070.79360.6224210.9°大山山頂處于大山的山頂、地面傾角大、桿塔高度高#249J繞擊3.070.58990.4122715.9°大山山頂處于大山的山頂、地面傾角大、保護(hù)角大5. 防雷性能評(píng)估甲線路防雷性能分級(jí)方法如表10。表中S=0.14×90%=

39、0.126次/(100km·a)，繞擊防雷性能等級(jí)A、B、C、D依次遞減，A級(jí)的防雷性能最強(qiáng)，D級(jí)的防雷性能最弱。表10 防雷性能分級(jí)方法繞擊跳閘率P<0.0630，S*0.5)0.063<=P<0.126s*0.5，S)0.126<=P<0.189S，S*1.5)P>=0.189S，)等級(jí)ABCD根據(jù)該線路20032007年每年及五年平均的繞擊跳閘率計(jì)算結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)估，得到整條甲線路五年的防雷性能等級(jí)，如表11所示。表11 甲線繞擊防雷性能評(píng)估結(jié)果線路名稱時(shí)間繞擊跳閘率計(jì)算結(jié)果（次/(100kma)）防雷性能評(píng)估結(jié)果跳閘次數(shù)某500kV線路20

40、030.0790668B020040.1238809B020050.2419294D020060.3255197D320070.1198156B0平均0.1757385C3運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)0.1800720C3對(duì)于甲線三段易擊段共63基桿塔進(jìn)行防雷性能評(píng)估，其中防雷性能等級(jí)為D級(jí)有17基桿塔，C級(jí)的有1基桿塔，B級(jí)的有6基桿塔，其余39基均為A級(jí)。D級(jí)桿塔繞擊跳閘率較大的原因多為呼高過高和桿塔位于跨山谷的復(fù)雜地貌區(qū)域。（六）差異化防雷治理實(shí)例以某500kV輸電線路（以下簡(jiǎn)稱乙線路）為例，對(duì)輸電線路差異化防雷配置進(jìn)行詳細(xì)闡述。1. 線路信息乙線路為同塔雙回線路，全線架設(shè)雙地線，地線對(duì)邊導(dǎo)線保護(hù)角小于5&

41、#176;，雷電日設(shè)計(jì)值為50。線路地形地貌以丘陵和山地為主，另有小部分平地、河網(wǎng)和高山大嶺，如圖12所示。乙線2006年6月投運(yùn)，全長(zhǎng)153.4km，20062008年共發(fā)生跳閘2次，皆為繞擊，線路單回雷擊跳閘率為0.2173次/(100km·a)。按照國(guó)家電網(wǎng)公司發(fā)布的110(66)kV500kV架空輸電線路管理規(guī)范（簡(jiǎn)稱規(guī)范）中第八十九條中500kV線路跳閘率規(guī)定值0.14次/(100km·a)（40雷電日），歸算到乙線路設(shè)計(jì)值50雷電日為0.187次/(100km·a)，乙線沒有達(dá)標(biāo)。根據(jù)雷電定位系統(tǒng)雷電參數(shù)統(tǒng)計(jì)得到，20062008年沿線路走廊地閃密度分

42、布如圖13所示，沿線各區(qū)段都在8次/(km2·a)，最大為14.56次/(km2·a)；雷電流幅值概率曲線為P(>I)=1/(1+(I/17.3)1.8)。圖12 乙線路地形地貌圖13 20062008年乙線路平均地閃密度2. 防雷安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估乙線路發(fā)生的兩次雷擊故障均為繞擊，著重對(duì)乙線路的繞擊風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。首先利用差異化防雷性能評(píng)估方法，對(duì)該線路的繞擊跳閘率進(jìn)行了計(jì)算。以計(jì)算得到的線路平均繞擊跳閘率0.325次/(100km·a)為參考，以50、100、150為分級(jí)點(diǎn)將繞擊性能分為A、B、C、D四個(gè)等級(jí)。圖14是計(jì)算得到的全線各級(jí)桿塔繞擊跳閘率以及所評(píng)估出

43、的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，A、B、C、D各級(jí)的桿塔數(shù)量比例為48.1%、11.6%、11.6%、28.7%，也即有48.1%的桿塔具有相對(duì)較好的防雷性能，有28.7%的桿塔防雷性能不理想，雷擊閃絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)很高。一般影響線路繞擊風(fēng)險(xiǎn)的主要因素有地閃密度、雷電流幅值概率分布、保護(hù)角、地形地貌（地面傾角）、絕緣水平、桿塔高度等，乙線路繞擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果表明，影響各級(jí)桿塔繞擊風(fēng)險(xiǎn)的主要因素集中于地閃密度、地形地貌。圖14 各級(jí)桿塔繞擊跳閘率計(jì)算結(jié)果及風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分布3. 改造原則提出根據(jù)乙線路運(yùn)行管理要求，乙線路防雷改造方案以降低輸電線路雷擊跳閘率為目的，主要降低繞擊跳閘率。結(jié)合線路已有雷擊跳閘記錄，按照桿塔防雷安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

44、結(jié)果以及考慮線路重要特征等因素，確定需要進(jìn)行防雷改造桿塔的范圍和順序依次為：1）遭受過雷擊的桿塔；2）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等級(jí)為D的大跨越（檔距>1000m）桿塔；3）變電站進(jìn)、出線段的桿塔；4）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等級(jí)為D的其他桿塔；5）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等級(jí)為C的桿塔。4. 針對(duì)性防雷措施選擇目前應(yīng)用于500kV線路防雷措施主要有以下幾種：1）減小保護(hù)角；2）提高線路絕緣水平；3）降低桿塔接地電阻；4）架設(shè)旁路或耦合地線；5）加裝并聯(lián)間隙；6）安裝塔頭避雷針；7）加裝線路避雷器。這些防雷保護(hù)措施各有特點(diǎn)，根據(jù)乙線路風(fēng)險(xiǎn)決定因素及措施特點(diǎn)，各種措施選擇分析如下：1）減小保護(hù)角：通常是降低線路繞擊跳閘率比較有效的方法，但

45、對(duì)于已建線路，其可行性較差，且對(duì)于山區(qū)地面傾角較大的桿塔，受塔頭設(shè)計(jì)限制無法大幅度降低保護(hù)角。乙線路保護(hù)角已在5°以下，減小保護(hù)角技術(shù)經(jīng)濟(jì)性不高，故不選擇該措施。2）提高線路絕緣水平：可增加絕緣子雷電沖擊放電電壓，提高線路耐雷水平。乙線路已采用高絕緣方式，故不選擇該措施。3）降低桿塔接地電阻：是基本的線路防反擊措施，對(duì)防繞擊沒有作用。乙線路改造原則是降低繞擊風(fēng)險(xiǎn)，故不選擇該措施。4）架設(shè)旁路或耦合地線：架設(shè)旁路地線可增強(qiáng)對(duì)導(dǎo)線的屏蔽作用，具有防繞擊能力；架設(shè)耦合地線主要提高線路耐雷水平。二者存在造價(jià)高、施工困難、受地形條件限制、線路電能損耗增加、可能需要砍伐樹木、運(yùn)行維護(hù)工作量和難度

46、增大等缺點(diǎn)?？紤]乙線路地形和運(yùn)行維護(hù)要求，故不選擇該措施。5）加裝并聯(lián)間隙：作用主要是雷擊閃絡(luò)時(shí)保護(hù)絕緣子不受損壞，可降低線路雷擊事故率，且提高重合閘成功率。對(duì)于現(xiàn)有線路，安裝并聯(lián)間隙會(huì)短接部分絕緣子，可能導(dǎo)致雷擊跳閘率增大。乙線路改造原則是降低雷擊跳閘率，故不選擇該措施。6）安裝塔頭避雷針：有效提高桿塔引雷能力，增強(qiáng)桿塔對(duì)其附近導(dǎo)線的雷電屏蔽能力，從而降低繞擊率和繞擊跳閘率，同時(shí)，由于能發(fā)生繞擊的雷電流一般較小，接地電阻值控制在允許范圍內(nèi)時(shí)被吸引至桿塔時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生反擊閃絡(luò)，不增加反擊跳閘率；塔頭避雷針安裝方便，且免維護(hù)，且乙線路已在部分桿塔采用該措施，受到運(yùn)行單位好評(píng)，故選擇其作為乙線路防雷

47、改造主要措施之一；但應(yīng)注意控制好桿塔接地電阻，對(duì)不合格桿塔應(yīng)進(jìn)行降阻改造，以確保塔頭避雷針發(fā)揮更好的防護(hù)效果。7）安裝線路避雷器：可較大提高線路耐雷水平，有效降低線路繞擊和反擊跳閘率，減少線路雷擊事故率，但存在造價(jià)高、運(yùn)行維護(hù)困難等缺點(diǎn)。根據(jù)乙線路防雷改造原則，將其作為另外一項(xiàng)主要措施，用于重點(diǎn)桿塔的改造。5. 備選改造方案制定按照改造原則確定的改造桿塔的范圍和順序，依次選擇安裝不同數(shù)量的塔頭避雷針和線路避雷器，可制定出多套具有不同特點(diǎn)備選方案。表12給出了四套方案，改造桿塔總數(shù)量都為120基，塔頭避雷針數(shù)量逐漸減少，線路避雷器數(shù)量逐漸增多。表12 四套備選防雷改造方案方案改造桿塔總量塔頭避雷

48、針線路避雷器安裝數(shù)量桿塔數(shù)量安裝數(shù)量桿塔數(shù)量一12023611832二1202141072413三120192964524四1201849251286. 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)由于塔頭避雷針和線路避雷器具有較大不同的改造效果和造價(jià)，因此，四套備選方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)性也有很大不同。按照風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法對(duì)四套方案進(jìn)行了再次評(píng)估，如表13所示。以規(guī)范中歸算到50雷電日時(shí)0.187次/(100km·a)為達(dá)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，四套方案皆已達(dá)標(biāo)。方案一直四，優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)的百分比依次增加，技術(shù)性增強(qiáng)，同時(shí)，改造費(fèi)用也依次增加，經(jīng)濟(jì)性降低。7. 投入與預(yù)期收效確定根據(jù)乙線路防雷改造目標(biāo)與經(jīng)費(fèi)預(yù)算，可在四種改造方案中選擇其一，表13

49、已給出了投入和預(yù)期收效。如果已經(jīng)預(yù)先確定了防雷改造目標(biāo)與經(jīng)費(fèi)預(yù)算，也可以此為限定條件進(jìn)行方案的重新制定和調(diào)整。表13 四套備選防雷改造方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)性方案技術(shù)性經(jīng)濟(jì)性(改造費(fèi)用，以方案一為基準(zhǔn))是否達(dá)標(biāo)優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)的百分比一是7.12%1.0二是14.8%1.6三是25.5%2.1四是33.9%2.3六、雷擊故障三維全景復(fù)現(xiàn)技術(shù)掌握電網(wǎng)防雷運(yùn)行水平，剖析已有雷擊故障的性質(zhì)和本質(zhì)原因，總結(jié)事故規(guī)律，是探索復(fù)雜環(huán)境下的有效雷電防護(hù)措施，指導(dǎo)輸電線路雷擊事故反措的基礎(chǔ)，可顯著提高雷電防護(hù)的針對(duì)性和有效性，提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平。（一）主要內(nèi)容輸電線路雷擊故障復(fù)現(xiàn)技術(shù)不同于輸電線路整線的雷擊閃絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，而是屬于防雷計(jì)算與故障分析中針對(duì)“點(diǎn)”的情況，即針對(duì)某次已經(jīng)發(fā)生的雷擊事故，通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、查詢雷電定位系統(tǒng)監(jiān)測(cè)信息、搜集故障桿塔與線路參數(shù)信息等資料，利用三維GIS掃描提取的故障桿塔前后檔距精細(xì)地形地貌數(shù)據(jù)，運(yùn)用防雷計(jì)算分析方法盡可能的復(fù)現(xiàn)故障當(dāng)時(shí)的情況，分析雷擊跳閘的具體原因，找出主要影響因素，總結(jié)故障特點(diǎn)和規(guī)律。輸電線路雷擊故障的復(fù)現(xiàn)分為4個(gè)