金祖山， 龚坚刚， 曾壁环

（⒈ 浙江省电力公司电力科学研究院， 杭州 310014； 2.浙江省电力公司， 杭州 31007；3.温州电力局， 浙江 温州 325000）

220 kV 同塔双回线路雷击同跳原因的分析

金祖山1， 龚坚刚2， 曾壁环3

（⒈ 浙江省电力公司电力科学研究院， 杭州 310014； 2.浙江省电力公司， 杭州 31007；3.温州电力局， 浙江 温州 325000）

雷击导 致同塔 双回线 路同时 跳闸 ， 会 对电力系 统稳定 运行造 成较大 的冲击 。 结合 220 kV 商 瞬2Q98 线、 商岙 2Q99 线同塔双回线路同时雷击跳闸停运的情况， 根据雷电定位系统的雷击跳闸查询结果 和有 关计算 结果， 分析 了该 同 塔双 回线路 同 时 雷击 跳闸的 原因， 提出 了防 止 220 kV 同塔 双回输电 线路同时雷击跳闸的综合防雷措施。

220 kV；同塔； 双回线路； 雷击；跳闸； 原因

浙江是沿海经济发达省份之一，土地资源稀缺，输电线路通道紧缺，使浙江电网同塔双（多）回线路发展十分迅速。 至 2011 年末， 浙江电网110 kV， 220 kV 与 500 kV 同塔双（多）回线路投运数分别为 1 390， 591， 102 回。 浙江又属于强雷暴地区， 近年来 220 kV 同塔双回线路多次发生雷击同跳事件。以下重点分析 220 kV 商瞬2Q98 线/商岙 2Q99 线同塔双回线路雷击同跳的原因， 并提出了防止 220 kV 同塔双回输电线路雷击同跳的措施。

1 雷击跳闸情况

2010 年 7 月 12 日 19∶11， 220 kV 商瞬 2Q98线/商岙 2Q99 线同塔并架线路发生 B 与 C 相相对地接地故障，三相跳闸，重合闸不动作，2套差动保护动作。 商瞬 2Q98 线故障测距是 10.4 km/ 8.49 km； 商岙 2Q99 线故障测距是 11.22 km/11.6 km。 现场雷雨天气， 22∶07 两条线路强送成功。

根据线路两侧故障录波图分析， 220 kV 商务变侧商瞬 2Q98、商岙 2Q99 线 B 与 C 相故障电流值相近， 2Q98 线 B 相 9.3 A， C 相 9.2 A， 2Q99线 B 相10.6 A，C 相 7.9 A；瞬岙变 2Q98 线 B 与C 相故障电流值相近， B 相 41.1 A， C 相 45.3 A，符合商瞬 2Q98、 商岙 2Q99 双回线路均发生 B 与C相接地故障的故障电流特征。

商瞬、 商岙线 34 号塔塔型为 SZ41-27m， 35号塔塔型为 SZ41-36m， 36 号塔塔型为 SZ41-33 m，37 号塔塔型为 SJ41-24m。 220 kV 商岙 2Q99线 8—42 号与商瞬 2Q98 线 8—42 号同杆， 面大号在左侧。220 kV 商瞬 2Q98 线 8—42 号与商岙2Q99 线 8—42 号同杆， 面大号在右侧。 线路故障巡视显示商瞬 2Q98 线 34 号 B 相、35 号 C 相玻璃绝缘子、商岙 2Q99 线 34 号 B 相、35 号 C 相、37号 C 相玻璃绝缘子有明显的雷击痕迹， 商岙2Q99 线 35 号 C 相导线有雷击痕迹。

经现场测量， 34 号塔接地电阻 19.66 Ω， 35号 塔 接 地 电 阻 22.80 Ω， 37 号 塔 接 地 电 阻 16.21 Ω，此次被雷击的三基塔接地电阻均符合设计要求（不大于 25 Ω）。

商瞬 2Q98 线、 商岙 2Q99 线雷击相示意如图1、图2所示。

图1 商瞬 2Q98 线雷击相

图2 商岙 2Q99 线雷击相

商瞬 2Q98 线、 商岙 2Q99 线 26—38 号双回线路地处温州市郊茶山山区，线路走廊左侧为山地，右侧山下为大片湿地，为浙南雷害多发区域， 根据浙江电网 2004—2009 年平均雷电密度分布图， 线路沿线处于 D1 级落雷密度区域（年平均落雷为 8～11 个/km2）。 故障点 34 号杆塔避雷线保护角为正保护角。

线路历年雷击故障情况： 商瞬 2Q98 线 2005年3月投运， 迄今共发生过3次雷击跳闸，另2次分别为 2006 年和 2008 年 24 号、 39 号塔遭雷击；商岙 2Q99 线 2005 年 3 月投运，迄今仅此 1次雷击跳闸。

2 雷电定位系统查询及故障塔段的耐雷水平计算

2.1 雷电定位系统报告

根据雷电定位系统查询结果，以及对应故障录波图时间，可以发现此次线路跳闸时负雷电流幅 值 达 165.2 kA， 远 超 220 kV 线 路 耐 雷 水 平 的设 计 值 75～110 kA。雷 电 定 位 系 统 查 询 结 果 如 表1所示。

2.2 故障塔段的耐雷水平计算

商瞬 2Q98 线、 商岙 2Q99 线 33—35 号的 实际断面如图3所示。根据本次雷击故障的实际情况，结合实际地形，商瞬 2Q98 线/商岙 2Q99 线34 号、 35 号、 37 号塔的耐雷水平计算结果， 如表2所示。

图3 商瞬 2Q98 线、 商岙 2Q99 线 33—35 号的实际断面

由表2可知，各塔耐雷水平基本满足过电压规程规定的要求。

当 35号塔其中 1回的中相发生雷击闪络时，其余各相的耐雷水平计算结果，如表3所示。

从计算结果看，当雷电流达到 110 kA 左右时，可能发生两相同跳。而本次雷害的雷电流幅值为 165.2 kA， 显然明显大于计算值， 极易发生双回路同跳。

3 雷击同跳原因分析

3.1 商瞬 2Q98 线和商岙 2Q99 线 34 号、 35号塔击穿闪络分析

根据雷电定位系统查询结果，可以发现2010 年 7 月 12 日 19∶11∶46.3491 有雷电流幅值达165.2 kA 的负极性雷， 该雷直击 34 号塔和 35 号塔档距中央架空避雷线，雷电流沿架空避雷线分流传递到 34 号塔和 35 号塔， 同时分别引起 34号塔商瞬 2Q98 线和商岙 2Q99 线 B 相反击闪络；引起 35 号塔商瞬 2Q98 线和商岙 2Q99 线 C 相反击闪络，从而导致线路跳闸。由于反击导致两线的 34 号、35 号塔的 B 与 C 两相对地短路跳闸，线路三相跳闸重合闸不动作，造成非计划停役。

3.2 商岙 2Q99 线 37 号塔击穿闪络分析

双回线路反击同时跳闸后、线路未能重合之前 ， 19∶11∶47.0 随 即 又 来 1 个 雷 电 流 幅值 达 16.8 kA 的负极性雷， 该雷绕击到 37 号塔商岙 2Q99线 C 相导线，导致 37 号塔商岙 2Q99 线 C 相绝缘子发生击穿闪络。

4 防止 220 kV 同塔双回输电线路雷击同时跳闸的措施[1-2]

为了防止 220 kV 同塔双回线路同时发生绕击跳闸和反击跳闸，应分别采取不同的综合防雷措施。

表1 雷电定位系统查询结果

表2 商瞬 2Q98 线/商岙 2Q99 线 34 号、 35 号耐雷水平计算结果

表3 35号塔其中一回的中相发生雷击闪络时其余各相的耐雷水平计算结果

防止同塔双回线路发生绕击跳闸的措施：

（1）减少避雷线的保护角或采用负保护角。

（2）在架空线路下架设耦合地线， 能起到较好的分流作用和耦合作用，降低绕击跳闸率。

（3）在 220 kV 线路杆塔上安装防绕击侧向针[3]。

（4）在易遭绕击相安装线路避雷器， 可以有效降低线路绕击跳闸率。

防止同塔双回线路发生反击同时跳闸的措施：

（1）进一步降低杆塔接地电阻是预防反击的有效措施。

（2）在雷电易击塔上其中一回线路三相安装线路避雷器可以有效降低线路反击跳闸率。

（3）为降低同塔双回线路同时雷击跳闸率， 同塔双回线路可以采用差绝缘配置方案，其中一回线路采用并联间隙（招弧角）或线路避雷器进行防雷保护，另一回线路的绝缘水平适当加强或保持不变。

（4）对于路径经过强雷区的同塔多回线路， 建议继电保护专业考虑研究保护方式设置策略。

[1]金 祖 山 ， 吴 健 儿 ．220 kV 同 塔 双 回 输 电 线 路 雷 击 跳 闸 原因 分 析[J]．浙 江 电 力 ，2009，28（1）∶51-53．

[2]金祖山，胡文堂，龚坚刚，等．浙江电网降低高压输电线路 雷 击跳 闸 率 的措 施 分 析[J]．浙 江 电 力 ，2010，29（11）∶1-5．

[3]沈志恒，赵斌财，周浩，等．铁塔横担侧向避雷针的绕击保 护 效 果 分 析[J]．电 网 技 术 ，2011，35（11）∶169-177．

（本文编辑：杨 勇）

Cause Analysis on Lightning Strike Tripping of 220 kV Double-circuit Transm ission Lines on the Same Tower

JIN Zu-shan1， GONG Jian-gang2， Zen Bi-huan3
（⒈ Z（P）EPC Electric Power Research Institute， Hangzhou 310014， China；2.Zhejiang （Provincial） Electric Power Company， Hangzhou 31007， China；3.Wenzhou Electric Power Bureau， Wenzhou Zhejiang 325000， China）

Simultaneous tripping and outage of double-circuit transmission lines on the same tower due to lightning strike can greatly impact the stable operation of power system.In combination with tripping and outage of double-circuit transmission lines on the same tower in 220 kV Shangshun 2Q98 line and Shang'ao 2Q99 line， the paper， according to inquiry result of tripping due to lightning strike from lightning location system and the relevant calculation， analyzes reasons of simultaneous tripping and outage of the double-circuit transmission lines on the same towers and proposes comprehensive lightning protection measures to prevent tripping due to lightning strike on 220 kV double-circuit transmission lines on the same tower.

220 kV； on the same tower； double-circuit lines； lightning strike； tripping； reason

TM863

： B

： 1007-1881（2012）11-0008-03

2012-08-07

金祖山（1967-）， 男， 浙江义乌人， 硕士， 高级工程师，长期从事电力系统过电压及其防护试验研究工作。