謝進(jìn)寶

（國(guó)網(wǎng)四川省電力公司樂(lè)山峨眉山市供電公司，四川 峨眉山 614200）

35kV線路雷擊斷線技術(shù)分析

謝進(jìn)寶

（國(guó)網(wǎng)四川省電力公司樂(lè)山峨眉山市供電公司，四川 峨眉山 614200）

35kV電力線路發(fā)生雷擊斷線事故會(huì)造成巨大損失，影響正常的城市電力輸送。通過(guò)雷擊導(dǎo)線耐雷水平演算、GPS雷電定位和線稈絕緣子性能改善可以大幅降低雷擊斷線事件的發(fā)生。本文就圍繞35kV九龍線的雷擊斷線技術(shù)分析報(bào)告展開(kāi)調(diào)查，分析雷擊原因，并提出了技術(shù)應(yīng)對(duì)措施。

35kV輸電線路；雷擊因素；措施

2011年6 月19 日16 ：45調(diào)度通知35kV九龍線速斷動(dòng)作，有單相接地現(xiàn)象。19：10經(jīng)巡線班巡視發(fā)現(xiàn)，35kV九龍線#23桿右邊相導(dǎo)線斷線脫落（如圖1所示）；2011年6月20日經(jīng)檢修班組搶修，將右邊相導(dǎo)線重新壓接，更換三相雷擊絕緣子。

一、技術(shù)分析

根據(jù)導(dǎo)線斷線截面分析：導(dǎo)線鋁股、鋼芯有明顯的燒傷痕跡；#23桿三相絕緣子全部被雷擊；可以確定導(dǎo)線被雷擊是導(dǎo)致事故的直接原因。

1 地理原因

#23桿線路走廊附近為平原地帶，線路通道兩邊300米以內(nèi)沒(méi)有7米以上建筑，導(dǎo)致雷電擊中電桿、線路幾率增大；由往年的雷擊情況統(tǒng)計(jì)，此線路段是雷電活動(dòng)頻繁區(qū)，并有多次雷擊線路記錄。

2 線路本體原因

（1）35kV九龍線為35kV龍池變電站與外界聯(lián)絡(luò)的35kV線路，于1967年投運(yùn)，全線共有電桿112基，屬于設(shè)備老化嚴(yán)重的老舊線路。本線路已經(jīng)運(yùn)行了40多年，當(dāng)初的設(shè)計(jì)只考慮了防污級(jí)別的絕緣配合（由于污區(qū)范圍變化，絕緣子配置已經(jīng)不能滿足目前的要求，無(wú)法達(dá)到III級(jí)污區(qū)爬電比距要求），并沒(méi)有考慮防雷方面的設(shè)計(jì)，如架空地線等；

（2）后經(jīng)技術(shù)改造，重新沿電桿外側(cè)敷設(shè)了接地引下線和接地電阻，用于防直擊桿塔的雷電，但雷擊導(dǎo)線次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于雷擊電桿次數(shù)，所以實(shí)際中當(dāng)雷電擊中導(dǎo)線時(shí)防雷效果并不明顯；

（3）本段線路在#22桿安裝線路型避雷器1組，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示#22桿附近落雷次數(shù)有17次，但#22桿并未發(fā)生絕緣子閃絡(luò)。而臨近的#23桿發(fā)生絕緣子閃絡(luò)并導(dǎo)致斷線；說(shuō)明避雷器對(duì)#22桿起到了保護(hù)作用，但是#23桿超出了（也存在一定的偶然性）避雷器保護(hù)范圍絕緣子閃絡(luò)并導(dǎo)致斷線，如圖2所示，實(shí)際檔距180m。

3 管理原因

由于#23桿為直線桿，而雷擊瓷質(zhì)絕緣子發(fā)生的閃絡(luò)痕跡一般在絕緣子的上表面，直線桿在日常運(yùn)行中比較難于觀察到絕緣子的上表面，所以在日常巡視中未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣子上表面是否有發(fā)生閃絡(luò)的痕跡，最終導(dǎo)致缺陷未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

4 相關(guān)計(jì)算

（1）基本資料

根據(jù)絕緣子串放電電壓計(jì)算公式：

其中：U50%—正極性50%沖擊放電電壓，kV；

n—絕緣子片數(shù)。

#23桿絕緣子片數(shù)為3片，得到絕緣子串放電電壓為353.5kV。也就是當(dāng)絕緣子串兩段電壓達(dá)到353.5kV時(shí)絕緣將發(fā)生閃絡(luò)。

（2）由于未發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生雷擊桿塔的落雷點(diǎn)，所以本分析報(bào)告未對(duì)雷擊桿塔情況進(jìn)行分析。

（3）雷擊導(dǎo)線耐雷水平計(jì)算

其中：Z—雷擊點(diǎn)左右側(cè)導(dǎo)線波阻，一般單根導(dǎo)線取400Ω。

由此確定#23桿兩端導(dǎo)線在發(fā)生雷擊導(dǎo)線時(shí)的耐雷水平為3.535kA。

（4）雷擊導(dǎo)線附近地面線路感應(yīng)雷等效電壓

當(dāng)S＞6m時(shí)：

其中：

Ui—感應(yīng)雷過(guò)電壓幅值，kV；

I—雷電流幅值，kA；

hc—導(dǎo)線懸掛平均高度，m；

S—落雷點(diǎn)與線路水平距離，m。

感應(yīng)雷電壓計(jì)算：

由此確定22次雷擊中2010-8-12 21∶36的落雷產(chǎn)生最大電壓為-119.3kV，2010-9-20 22∶56的落雷產(chǎn)生的最小電壓為-9.6kV，都小于絕緣子串閃絡(luò)電壓353.5kV所以不會(huì)照成絕緣子串發(fā)生閃絡(luò)。

表1

從以上計(jì)算及分析結(jié)果可以看出，2010-7-25 6∶26落雷點(diǎn)位于線路檔內(nèi)，考慮導(dǎo)35kV導(dǎo)線線間距離較小，雷電在導(dǎo)線之間穿過(guò)的可能性非常小，所以可以確定此次雷電活動(dòng)直擊到導(dǎo)線上，由于雷擊導(dǎo)線的耐雷水平只有3.535kA，但雷電流幅值為33.6kA，所以導(dǎo)致兩段絕緣子閃絡(luò)，但是由于#22桿安裝了避雷器所以#22桿沒(méi)有發(fā)生閃絡(luò)，而#23桿在高于耐雷水平將近10倍的雷電流沖擊下發(fā)生了絕緣子閃絡(luò)，導(dǎo)線燒傷。在日常負(fù)荷運(yùn)行中，由于導(dǎo)線有效載流面積減小，導(dǎo)致導(dǎo)線溫度升高，加劇了導(dǎo)線鋼芯的損傷（經(jīng)運(yùn)行部門(mén)確認(rèn)近半年無(wú)線路超載），在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行應(yīng)力下，導(dǎo)線已經(jīng)不能滿足運(yùn)行要求，在某一不確定時(shí)間發(fā)生斷裂，斷線事故發(fā)生（如圖3所示）。

二、技術(shù)措施

1 由于此線路為運(yùn)行多年的老舊線路，不具備增加架空地線的條件，所以不能采取最為有效、運(yùn)行及維護(hù)成本較低的增加架空地線方案，但是在以后新建35kV線路可以考慮。

2 由于35kV的交叉跨越問(wèn)題比較多，具備增加絕緣子片數(shù)的桿塔很少，接下來(lái)統(tǒng)計(jì)交叉跨越情況，適當(dāng)對(duì)雷擊易發(fā)區(qū)增大絕緣配置。

3 分析此線路段雷擊記錄，選定合適桿塔安裝線路型氧化鋅避雷器，但是由于氧化鋅避雷器造價(jià)較高，保護(hù)范圍較小，將增加線路投資。運(yùn)行中還需要完善氧化鋅避雷器定期試驗(yàn)、更換等方面的運(yùn)行管理技術(shù)措施。

4 采用GPS定位技術(shù)統(tǒng)計(jì)出我局管轄的所有35kV線路定位坐標(biāo)，配合雷電定位系統(tǒng)，查詢往年線路通道內(nèi)落雷點(diǎn)相對(duì)密集區(qū)，安裝避雷器對(duì)線路進(jìn)行保護(hù)。

5 根據(jù)雷電定位系統(tǒng)在雷雨季節(jié)統(tǒng)計(jì)線路500m范圍內(nèi)的落雷點(diǎn)信息，在配合停電的時(shí)間對(duì)有可能造成雷擊的桿塔開(kāi)展有針對(duì)性的登桿檢查（包括雷擊點(diǎn)統(tǒng)計(jì)資料建立，有可能造成雷擊的桿塔的檢查記錄）。

6 堅(jiān)強(qiáng)巡視管理，對(duì)雷擊等類(lèi)似的巡線工作應(yīng)采取人員交叉巡視、班組長(zhǎng)親自巡視等方法，避免單一巡視人員的工作能力差異影響缺陷的判斷；加強(qiáng)望遠(yuǎn)鏡等巡視工具的配置，使缺陷發(fā)現(xiàn)率提高。

結(jié)語(yǔ)

絕緣子串放電壓、導(dǎo)線耐雷水平計(jì)算為此次雷擊斷線的原因奠定了理論基礎(chǔ)。在未來(lái)新35kV架空線路的構(gòu)建中，應(yīng)該充分考慮其桿塔保護(hù)接地和絕緣子串的安裝問(wèn)題，做好線路的防雷保護(hù)接地工作。并且堅(jiān)持全過(guò)程的質(zhì)量控制和日常維護(hù)，始終保持配電線路處于接地效果良好且安全的運(yùn)行狀態(tài)中。

[1]GB 50061-97，66kV及以下架空電力線路設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]輸電線路運(yùn)行手冊(cè)[Z].

[3] 輸電線路絕緣子運(yùn)行技術(shù)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)電力出版社.

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