浅谈如何降低输电线路雷击跳闸率
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１ 输电线 路的 霄击类 型
根据雷 电过电压形成的物理机理 ，雷电过 电压可以分为两种：①直 击雷过 电压 ，即雷电直接击中杆塔 、避雷线或者导线所引起的线路过 电 压 ；②感应雷过电压 ，即雷电击 中线路附近 的大地 ，由于电磁感应在导 线上产生的过 电压。实际运行经验表明，直击雷过 电压对电力 系统危害 最大 ，感应雷过 电压只对３５ｋＶ及以下线路产生威胁。
在 工 程 实 际 中 ，输 电线 路 防雷 性 能 的 优 劣 主 要 用 耐 雷 水 平 和 雷 击
跳 闸 率 这两 个 指标 来 衡 量 。 耐 雷 水 平 是 指 线 路 遭 受 雷 击 时所 能 耐受 的 不致 引起 绝 缘 闪络 的最 大 雷 电流 幅 值 （ｋＡ），耐 雷水 平 越 高 ，线 路 防 雷性 能越好 。雷击跳 闸率是指折算 至年平均雷 电 日数为４０ｄ的标准条 件下 ，每１００ｋｍ线路每年 因雷击 引起的线路跳 闸次数 ，其计算单位是 １／１００ｋｍ ·ａ。雷击跳闸率是衡量线路 防雷性能的综合性指标 。
２０
电子 科 学
科 ２０１ ０ 年第２３霾期 Ｌ
浅谈如何 降低 输 电线路雷击跳 闸率
何 平 （广东 电网公司 阳江供 电局 ，广东 阳江 ５２９５００）
中图分 类号 ＴＭ 文 献标 识码 Ａ 文 章编 号 １６７３—９６７１一（２ＯＬＯ）１２１—００２０—０２
在电力系统 中，由雷击引起输 电线路跳闸事故 占很大的比例。从 国 内的实际运行情况来看 ，雷击是危 害输 电线路 安全运行的最为主要 因 素 ，据国内某供电局运行资料表明 ，２０１０年６～７Ｙ］，该局 １ｌＯｋＶ以上输 电线路 （１４８３ｋｍ）雷击跳 闸ｌ６次 ，占全部跳闸事故７５％以上。当前 ，随 着电力系统 的不断发展 ，输电线路 电压等级 的逐步提高 ，对线路设备可 靠性也提出了更为 “苛刻”的要求。因此运行部门深入研究输 电线路的 防雷技术、切实降低输电线路雷击跳闸率对保证电力系统的安全可靠运 行 具 有重 要 的工 程 意义 。
地与山区绕击率 的经验公式 ：
ａ √
．
对平地线路 ：ｌｇｐ
一ｊ·
（２）
Ｏ０
对山区线路 ：ｌｇ ＝ 一３．３５
（３）
…
８６
图 ３为 在 保 护 角 ０【相 同情 况下 ，位 于 平 地 与 山地 的 杆 塔 绕 击 率 的 比
较。根据计算结果 ，山区线路 的绕击率为平地线路的２．５～３倍 ，或者相
杆 塔 接 地 电 阻／欧姆
图２接地 电阻 一耐雷 水 平 曲线
２．２ 绕 击 的 电气 几 何 模 型
架 空 避雷 线 是 将 活 动 于输 电线路 上 空 的 雷 电先 导 引 向 自身 放 电 ，而
保护了输 电线路导线免遭雷电袭击的一种输电线路防雷措施 。但是 ，避
雷线 的保 护并 不 是 绝 对 的 ，雷 电先 导有 可 能 （即 有一 定 的概 率 ）进入 暴
露弧段 ，绕过避雷线 的屏蔽 而直击 于输 电线路 ，形成绕击 。绕击发生
的概率 叫绕击率 （Ｐ ）。绕击率与保 护角 的大小有很大关 系， 越
小 ，则Ｐ 越小 。线路经过地区的地形 （尤其是地面角度 ）直接影响到
Ｐａ的大小 。我 国 《电力设备过电压保护设计技术规程 》中提供 了在平
当于保护角增大了８。 ～１０。 。例如 ，杆高２１．５ｍ的１１０ ｋＶ杆塔， ＝２０。
。
（ａ）
（ｂ）
图１雷击杆塔顶部 （ａ）示意图； （ｂ）等效电路
２）杆塔接地 电阻对反击的影 响。对 于杆塔高为＾ ，避雷线分流系数
为 ，耦合系数为 的杆塔 ，负极性冲击耐受 电压为 。 的杆塔 ，当雷击
按照雷击线路的部位不 同，直击雷过电压又可分为两种情况 ：①雷 击线路杆塔或避雷线时 ，雷 电流通过雷击点阻抗使得该点对地 电位大大 升高 ，当雷击点与导线之间的电位差超过线路绝缘的冲击放 电电压 时， 会对导线发生闪络 ，使导线 出现过电压 ，由于杆塔或避雷线的电位 （绝 对值 ）高于导线 ，因此称之为反击；②雷电直接击中导线 （无避雷线 ） 或绕 过 避 雷线 （屏 蔽失 效 ）击 中 导线 ，直接 在 导 线上 引起 过 电 压 ，这 种 形式 的 雷击 通 常称 为 绕击 。
图 ３
乱 翡霸
电 子 科 学
２ｌ
４ 降低 输线 路雷 击跳 闸率 措 施 为提高线路 的耐雷水平 ，降低线路 的雷 击跳闸率 ，在对线路进行 防
雷改造的时候 ，应综合考虑线路 的运行方式 、电压等级和重要程度 、线 路经过地 区雷 电活动的强弱 、地形地貌特点 、土壤电阻率的高低等 自然 条 件 ，并 结 合 实 际的 运 行 经 验 与方 法 ，根 据 技 术 经 济 比较 ，采取 有 针 埘
（ｂ）所示ห้องสมุดไป่ตู้。
Ｕ ５ｏ％
㈩
式 中，Ｊｊ｝为 电晕下耦合系数 的修正系数。由 （１）可知 ，在杆塔参 数一定 的情况下 ，杆塔接地 电阻对杆塔 的耐雷水平，有很重要的影 响， 见 图２。
２ｏｏ 能
１５０
避 馨 ，００
鑫５０
Ｏ ０
１０ ２０ ３０ ４０ ５０ ６Ｏ ７０ ８０ ９０ １００
性 的 改造 措 施 。 １）降低杆塔接 地电阻。对 于一般高度 的杆塔 ，降低 杆塔冲 击接地
２ 雷击的 电气模 型和 计算
２．１ 反 击 的 电 气 模 型 １）雷击杆塔 的等效 电路 。当雷击塔顶 （或避 雷线 ）时，避雷线对
雷电流ｉ具有一定的分流作用 。由于杆塔 的冲击接地 电阻远小于避雷线 及输 电导线的波阻抗 ，因此雷电流的主要 部分通过杆塔人地 ，另一部分 则经两侧架空地线和相邻杆塔分流入地 ，其示意 图如图１（ａ）所示。为 提 高输 电线 路 防 雷计 算 的 准确 性 ，通 常采 用 多 波 阻抗 模 型 进行 仿 真 ，但 对 于一般高度 （约４０ｍ以下 ）的杆塔，传统的集中参数等效 电路能有效 减少计算量 ，同时仍能保证较高的准确性。其集 中参数等效电路如 图１
根据雷 电过电压形成的物理机理 ，雷电过 电压可以分为两种：①直 击雷过 电压 ，即雷电直接击中杆塔 、避雷线或者导线所引起的线路过 电 压 ；②感应雷过电压 ，即雷电击 中线路附近 的大地 ，由于电磁感应在导 线上产生的过 电压。实际运行经验表明，直击雷过 电压对电力 系统危害 最大 ，感应雷过 电压只对３５ｋＶ及以下线路产生威胁。
在 工 程 实 际 中 ，输 电线 路 防雷 性 能 的 优 劣 主 要 用 耐 雷 水 平 和 雷 击
跳 闸 率 这两 个 指标 来 衡 量 。 耐 雷 水 平 是 指 线 路 遭 受 雷 击 时所 能 耐受 的 不致 引起 绝 缘 闪络 的最 大 雷 电流 幅 值 （ｋＡ），耐 雷水 平 越 高 ，线 路 防 雷性 能越好 。雷击跳 闸率是指折算 至年平均雷 电 日数为４０ｄ的标准条 件下 ，每１００ｋｍ线路每年 因雷击 引起的线路跳 闸次数 ，其计算单位是 １／１００ｋｍ ·ａ。雷击跳闸率是衡量线路 防雷性能的综合性指标 。
２０
电子 科 学
科 ２０１ ０ 年第２３霾期 Ｌ
浅谈如何 降低 输 电线路雷击跳 闸率
何 平 （广东 电网公司 阳江供 电局 ，广东 阳江 ５２９５００）
中图分 类号 ＴＭ 文 献标 识码 Ａ 文 章编 号 １６７３—９６７１一（２ＯＬＯ）１２１—００２０—０２
在电力系统 中，由雷击引起输 电线路跳闸事故 占很大的比例。从 国 内的实际运行情况来看 ，雷击是危 害输 电线路 安全运行的最为主要 因 素 ，据国内某供电局运行资料表明 ，２０１０年６～７Ｙ］，该局 １ｌＯｋＶ以上输 电线路 （１４８３ｋｍ）雷击跳 闸ｌ６次 ，占全部跳闸事故７５％以上。当前 ，随 着电力系统 的不断发展 ，输电线路 电压等级 的逐步提高 ，对线路设备可 靠性也提出了更为 “苛刻”的要求。因此运行部门深入研究输 电线路的 防雷技术、切实降低输电线路雷击跳闸率对保证电力系统的安全可靠运 行 具 有重 要 的工 程 意义 。
地与山区绕击率 的经验公式 ：
ａ √
．
对平地线路 ：ｌｇｐ
一ｊ·
（２）
Ｏ０
对山区线路 ：ｌｇ ＝ 一３．３５
（３）
…
８６
图 ３为 在 保 护 角 ０【相 同情 况下 ，位 于 平 地 与 山地 的 杆 塔 绕 击 率 的 比
较。根据计算结果 ，山区线路 的绕击率为平地线路的２．５～３倍 ，或者相
杆 塔 接 地 电 阻／欧姆
图２接地 电阻 一耐雷 水 平 曲线
２．２ 绕 击 的 电气 几 何 模 型
架 空 避雷 线 是 将 活 动 于输 电线路 上 空 的 雷 电先 导 引 向 自身 放 电 ，而
保护了输 电线路导线免遭雷电袭击的一种输电线路防雷措施 。但是 ，避
雷线 的保 护并 不 是 绝 对 的 ，雷 电先 导有 可 能 （即 有一 定 的概 率 ）进入 暴
露弧段 ，绕过避雷线 的屏蔽 而直击 于输 电线路 ，形成绕击 。绕击发生
的概率 叫绕击率 （Ｐ ）。绕击率与保 护角 的大小有很大关 系， 越
小 ，则Ｐ 越小 。线路经过地区的地形 （尤其是地面角度 ）直接影响到
Ｐａ的大小 。我 国 《电力设备过电压保护设计技术规程 》中提供 了在平
当于保护角增大了８。 ～１０。 。例如 ，杆高２１．５ｍ的１１０ ｋＶ杆塔， ＝２０。
。
（ａ）
（ｂ）
图１雷击杆塔顶部 （ａ）示意图； （ｂ）等效电路
２）杆塔接地 电阻对反击的影 响。对 于杆塔高为＾ ，避雷线分流系数
为 ，耦合系数为 的杆塔 ，负极性冲击耐受 电压为 。 的杆塔 ，当雷击
按照雷击线路的部位不 同，直击雷过电压又可分为两种情况 ：①雷 击线路杆塔或避雷线时 ，雷 电流通过雷击点阻抗使得该点对地 电位大大 升高 ，当雷击点与导线之间的电位差超过线路绝缘的冲击放 电电压 时， 会对导线发生闪络 ，使导线 出现过电压 ，由于杆塔或避雷线的电位 （绝 对值 ）高于导线 ，因此称之为反击；②雷电直接击中导线 （无避雷线 ） 或绕 过 避 雷线 （屏 蔽失 效 ）击 中 导线 ，直接 在 导 线上 引起 过 电 压 ，这 种 形式 的 雷击 通 常称 为 绕击 。
图 ３
乱 翡霸
电 子 科 学
２ｌ
４ 降低 输线 路雷 击跳 闸率 措 施 为提高线路 的耐雷水平 ，降低线路 的雷 击跳闸率 ，在对线路进行 防
雷改造的时候 ，应综合考虑线路 的运行方式 、电压等级和重要程度 、线 路经过地 区雷 电活动的强弱 、地形地貌特点 、土壤电阻率的高低等 自然 条 件 ，并 结 合 实 际的 运 行 经 验 与方 法 ，根 据 技 术 经 济 比较 ，采取 有 针 埘
（ｂ）所示ห้องสมุดไป่ตู้。
Ｕ ５ｏ％
㈩
式 中，Ｊｊ｝为 电晕下耦合系数 的修正系数。由 （１）可知 ，在杆塔参 数一定 的情况下 ，杆塔接地 电阻对杆塔 的耐雷水平，有很重要的影 响， 见 图２。
２ｏｏ 能
１５０
避 馨 ，００
鑫５０
Ｏ ０
１０ ２０ ３０ ４０ ５０ ６Ｏ ７０ ８０ ９０ １００
性 的 改造 措 施 。 １）降低杆塔接 地电阻。对 于一般高度 的杆塔 ，降低 杆塔冲 击接地
２ 雷击的 电气模 型和 计算
２．１ 反 击 的 电 气 模 型 １）雷击杆塔 的等效 电路 。当雷击塔顶 （或避 雷线 ）时，避雷线对
雷电流ｉ具有一定的分流作用 。由于杆塔 的冲击接地 电阻远小于避雷线 及输 电导线的波阻抗 ，因此雷电流的主要 部分通过杆塔人地 ，另一部分 则经两侧架空地线和相邻杆塔分流入地 ，其示意 图如图１（ａ）所示。为 提 高输 电线 路 防 雷计 算 的 准确 性 ，通 常采 用 多 波 阻抗 模 型 进行 仿 真 ，但 对 于一般高度 （约４０ｍ以下 ）的杆塔，传统的集中参数等效 电路能有效 减少计算量 ，同时仍能保证较高的准确性。其集 中参数等效电路如 图１