杨沛　李永明　宋晓萱

摘要：本文通过收集、总结山东地区500kV输电线路资料，分析其防雷现状，并以某典型地区500kV输电线路为研究对象，分析地区雷电活动和线路运行状况，找出输电线路故障段的危险因素，通过对该地区差异化防雷措施的研究和分析，提高线路整体的防雷水平，对山东地区500kV输电线路差异化防雷技术进行了研究与应用分析。

关键词：输电线路;雷击跳闸率;差异化防雷;防雷措施

引言

山东大部分的输电线路环境复杂，输电线路走廊跨越的地形条件比较多，还要面对多变的气候如严寒酷暑、风吹日晒、表面污闪、频繁遭受雷击等恶劣的自然环境，这些都会严重影响到电力系统的安全稳定运行。据统计，近几年随着气候条件的不断变化，雷电活动越来越频繁，尤其在一些山区，海拔高度高，地势陡峭，不仅磁场分布不均匀，曲率也很大，因此特别容易引雷。因此，由于雷电活动引起的输电线路故障也越来越多，在所有故障中占有的分量也越来越重。

1、 山东地区500kV输电线路雷害故障情况研究分析

2011年到2015年，山东省电力公司管辖500kV线路雷击跳闸率分别为0.152、0.054、0.107、0.018和0次/百公里·年，管辖220kV线路雷击跳闸率分别为0.082、0.128、0.148、0.055和0.122次/百公里·年。500kV线路雷击跳闸率最高的是2011年，为0.152次/百公里·年;220kV线路雷击跳闸率最高的是2013年，为0.148次/百公里·年。架空输电线路运行规范规定：220kV线路的雷击跳闸率小于0.315次/百公里·年;500kV线路的雷击跳闸率小于0.14次/百公里·年（归算到40个雷暴日，对应地闪密度2.78次/平方公里·年）。除了2011年500kV线路雷击跳闸率超出运行规范所规定指标，其它年份220kV以上电压等级线路的雷击跳闸率都没有超出运行规范所规定指标。

2015年，雷击共造成220kV及以上输电线路跳闸26次，雷击跳闸率为0.096次/百公里·年，雷击故障重合成功百分比为85%;2014年，雷击共造成220kV及以上输电线路跳闸12次，雷击跳闸率为0.046次/百公里·年，雷击故障重合成功百分比为83%;2013年，雷击共造成220kV及以上输电线路跳闸34次，雷击跳闸率为0.138次/百公里·年，雷击故障重合成功百分比为84%; 2012年雷击造成跳闸26次，雷击跳闸率为0.110次/百公里·年，雷击故障重合成功百分比为92%;2011年雷击造成跳闸22次，雷击跳闸率为 0.099次/百公里·年，雷击故障重合成功百分比为86%。

（1）线路分布情况

500kV个别线路存在重复跳闸情况：益川Ⅰ线2011年到2013年每年跳闸1次，故障杆塔号分别为#177、#113、#171;邹川线2011年跳闸1次，故障杆塔为#299，2013年跳闸2次，故障杆塔分别为#178和#397;济长Ⅱ线2011年、2013年各跳闸1次，故障杆塔为#3和#170。由于雷电的随机性，选取防雷措施除需要考虑地闪密度、杆塔结构等因素外，还必须结合3年以上运行经验，对首次发生雷击跳闸或雷击故障点距离较远的线路应加强巡视，同时必须做好降阻工作。

（2）时间分布情况

从时间分布上看，雷击跳闸主要集中在6到8月。2015年6到8月雷击故障占全年的68%，2014年6到8月雷击故障占全年的100%，2013年6到8月的雷击故障占全年雷击故障的91%，2011年和2012年分别为82%和96%。但由于近几年整体气候异常，4、9、10、11月份也有雷击故障发生，雷电活动的不确定性增强。

（3）区域分布情况

按照故障杆塔所处的地域（地级市）进行分类，2011年到2015年，济南和淄博雷击跳闸次数最多，分别是24和19次。

（4）重合闸情况

500kV线路雷击跳闸除2011年有1次重合未成功外，其余年度都100%重合成功;2011年到2015年，220kV 线路重合成功86%、91%、85%、82%和85%。雷击故障整体重合情况较好。

（5）输电线路故障停运情况

500kV线路，2011年雷击停运率为0.019次/百公里·年，2012年和2015年都为0。220kV线路，2011年到2015年雷击停运率分别为0.012、0.011、0.021、0.010和0.019次/百公里·年，详见表6。重合不成的线路都强送成功。

2、山东地区500kV输电线路防雷方案应用研究

2.1 500kV济长Ⅱ线线路及雷击事故情况

500kV济长Ⅱ线起于500kV济南站，终于500kV长清站，途径济南历城区和长清区，线路70%线路位于济南南部山区，地形较为复杂。

自2004年起，500kV济长Ⅱ线因雷击共跳闸5次，主要以绕击为主，出#5塔位于平原外，其余均位于山区段，发生雷击频次较大，综合考虑济长Ⅱ线线路雷击故障情况和整体环境条件，2014年，根据差异化防雷原则，对500kV济长Ⅱ线开展了差异化防雷改造。

2.2 500kV济长Ⅱ线差异化防雷技术应用

500kV济长Ⅱ线雷电活动特征研究及线路雷击闪络风险评估报告（国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司编制）以输电线路差异化防雷技术为指导，综合线路走廊的雷电活动情况、地形地貌情况、线路结构情况等特征考虑线路的防雷特性，制定线路综合防雷措施改造方案。根据2011年500kV济长Ⅱ线接地维修情况及接地电阻最新测量情况对改造方案进行细化分解，提出以下具体实施措施：

运行经验表明济长Ⅱ线已经发生的五次雷击跳闸故障为绕击故障，而雷击闪络风险评估结果表明济长Ⅱ线的绕击闪络风险大于反击闪络风险，因此，防雷改造措施主要目标为降低线路绕击跳闸率。通过500kV济长Ⅱ线雷电活动特征研究及线路雷击闪络风险评估中防雷措施分析，根据运行经验并结合各种防雷措施的优缺点和适用范围以及线路的具体运行情况，对济长Ⅱ线的防雷改造主要采用降低铁塔接地电阻、安装线路避雷器和安装可控放电避雷针三种措施进行防雷改造。

2.3安装后的线路附近落雷情况及线路运行情况

自2014年停电检修将全部防雷措施落实后，2015年至2017年，500kV济长Ⅱ线（自2014年，500kV济长Ⅱ线开断为龙济Ⅱ线和长龙Ⅱ线）仅于2017年6月19日发生过一起因雷电绕击造成的故障跳闸，所采取的防雷措施效果良好。

3、结束语

本文研究了山东地区输电线路防雷现状及防雷技术，根据500kV输电线路现状分析，提出差异化防雷技术方案，并针对山东地区输电线路防雷技术，挑选500kV济长Ⅱ线代表线路进行了现状分析，通过调查研究，对典型线路状况进行了描述，总结该线路防雷方面存在问题，提出了接地装置维修、加装侧向避雷针和加装避雷器等三个方面开展了有针对性的差异化防雷的措施，并在3年的运行时间内起到了良好的效果。

参考文献

[1]敬海兵.特高压交流输电线路防雷问题研究[D].成都：西华大学，2012.

[2]浅谈输电线路的防雷保护[J]. 中国电力教育，2011，03：113-114.

[3]肖成刚. 高壓电力电缆—架空混联线路接地保护方案探讨[D].上海：上海交通大学， 2007.

[4]DL/T596-1996 电力设备预防性试验规程. 北京：中国电力出版社，1997.