220Kv輸電線路導(dǎo)線遭受雷擊的分析原因和解決措施

某220kV架空輸電線路，同塔雙回路架設(shè)，導(dǎo)線為2×LGJ-300/25，地線為2根OPGW-150；鐵塔均為角鋼自立塔，其中1#~10#導(dǎo)線為垂直排列，11#~12#穿越500kV線路，采用的是穿越塔，穿越塔導(dǎo)線布置方式為三角形排列，13#~變電站終端塔導(dǎo)線為垂直排列。近期該線路10#-11#檔內(nèi)（垂直變?nèi)桥帕校┻B續(xù)兩次遭受雷擊導(dǎo)致相間短路跳閘。220kV輸電線路因雷擊導(dǎo)致相間短路跳閘情況非常少見，而且此次雷擊發(fā)生在導(dǎo)線由垂直排列變?nèi)切闻帕羞@一檔的情況更為少見。發(fā)生此情況可能是相間距離不足或繞、反擊造成的，為此筆者將個人觀點簡單做如下分析：

1.相間距離要求

對于220kV導(dǎo)線線間導(dǎo)線的相間距離，在《110kV~750kV架空輸電線路設(shè)計規(guī)范》（GB50545-2010）第7.0.11條規(guī)定，在海拔高度不超1000m的地區(qū)，在塔頭結(jié)構(gòu)布置時，相間操作過電壓最小間隙為2.40m，檔距中考慮導(dǎo)線風(fēng)偏工頻電壓和操作過電壓相間最小間隙分別為0.90m與的相關(guān)要求，針對雷電過電壓該部分未見具體要求。在《電力工程高壓送電線路手冊（第二版）》中要求導(dǎo)線排列方式改變時220kV允許的最小凈空距離不小于4.0m~4.5m。

筆者在實際工作中，220kV線路導(dǎo)線的線間允許距離一般按《110kV~750kV架空輸電線路設(shè)計規(guī)范》（GB50545-2010）第8.0.1條進行計算獲得（本次排列方式改變時可以將兩側(cè)同時折算為水平或垂直再計算出相間距離最小處的允許距離）。然后根據(jù)桿塔結(jié)構(gòu)及導(dǎo)線相關(guān)參數(shù)等計算出排列方式改變時各相導(dǎo)線線間的實際最小距離值（同時計算出該點距離兩側(cè)桿塔的距離值用于允許距離計算使用），如果該值不小于GB50545-2010第8.0.1條計算允許的值滿足要求，否則不滿足要求。不滿足要求就可能導(dǎo)致因雷擊使相間短路跳閘。

以上是設(shè)計理論計算值，在理論計算滿足要求的同時要嚴(yán)格要求施工在實際施工中弧垂嚴(yán)格按照設(shè)計要求的進行放緊線，如果施工中施工未嚴(yán)格按照設(shè)計要求進行放緊線，也可能導(dǎo)致排列方式改變時線間最小距離處的相間距離不滿足GB50545-2010要求導(dǎo)致因雷擊使相間短路跳閘。

除開220kV外其他電壓等級的線間距離計算可參考GB50545-2010外還可以根據(jù)電壓等級參考《66kV及以下架空電力線路設(shè)計規(guī)范》（GB50061-2010）第7.0.3條、《1000kV架空輸電線路設(shè)計規(guī)范》（GB50665-2011）第8.0.1條及《±800kV直流架空輸電線路設(shè)計規(guī)范》（GB50790-2013）第8.0.1條及《±1100kV直流架空輸電線路設(shè)計規(guī)范（報批稿）》第8.0.1條等規(guī)程有相關(guān)規(guī)定。當(dāng)實際值大于以上規(guī)程計算出來的距離時既滿足要求。（小編注：相關(guān)計算小編在《架空輸電線路導(dǎo)線線間距離計算》介紹過）。

2.繞、反擊情況分析

《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合設(shè)計規(guī)范》（GB/T50064-2014）第5.3.1條規(guī)定：有地線線路的反擊耐雷水平不宜低于下表所列數(shù)值。

注：

1反擊耐雷水平的較高和較低值分別對應(yīng)線路桿塔沖擊接地電阻7Ω和15Ω；

2雷擊時刻工作電壓為峰值且與雷擊電流反極性；

3發(fā)電廠、變電站進線保護段桿塔耐雷水平不宜低于表中的較高數(shù)值。

經(jīng)過測量，2基塔接地電阻值均小于1歐姆。根據(jù)雷電流幅值概率公式lgP=-I/88的，220kV輸電線路達到100kA時概率不到1%，根據(jù)運行經(jīng)驗及雷電定位系統(tǒng)檢測到的雷電流多數(shù)在10-30kA之間，50%負(fù)極性雷電流概率值為17kA，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于220kV線路設(shè)計的耐雷水平。也就是說，220kV輸電線路的雷擊跳閘，幾乎為繞擊雷造成。而且通過計算可以得知，反擊耐雷水平大于繞擊的耐雷水平。結(jié)合當(dāng)時雷電定位系統(tǒng)，該線路附近落雷電流值小于反擊耐雷水平，大于繞擊耐雷水平，也這與以上分析一致。

此線路遭受雷擊導(dǎo)線檔，垂直排列變?nèi)切闻帕?，?dǎo)線延伸方向出現(xiàn)螺旋延展，螺旋的導(dǎo)線感應(yīng)雷電的金屬導(dǎo)線增多，互感作用增強，容易起到引雷作用。短期內(nèi)同一檔同一位置發(fā)生兩次相同因雷擊造成相間短路故障，與該導(dǎo)線由垂直變?nèi)切闻帕行纬陕菪沟脤?dǎo)線暴露弧度較大也有很大關(guān)系，具體可用EMTP完整建模，找出薄弱點。

從該檔從照片（如下圖）看，各相導(dǎo)線線間距離較小，雷雨天氣時導(dǎo)線會隨風(fēng)擺動，會造成相間距離縮小，而且雙分裂導(dǎo)線子導(dǎo)線間距可能大于400mm，會進一步縮小相間距離。

從上分析筆者認(rèn)為該線路因設(shè)計原因造成的線間距離不足可能性較小，因設(shè)計單位一般會進行相關(guān)校核計算；遭受雷擊相間短路的最大可能原因就是由于施工時孤立檔（10#、11#均為耐張塔）緊線施工過程中存在一定的誤差，導(dǎo)致垂直排列變?nèi)切闻帕羞@一檔相見距離最小處距離小于雷電過電壓情況下的允許空氣間隙要求，在雷電作用下，空氣間隙擊穿，相間短路發(fā)生。

3.可采取的解決措施

1復(fù)核相間距離，從設(shè)計、施工方面看有沒有問題，如果設(shè)計有問題進行桿塔電氣或其他方式調(diào)整；如果施工存在問題，進行弧垂按設(shè)計要求調(diào)整，必要時可考慮更換導(dǎo)線。

2、使用相間間隔棒，在相間距離最小處用相間間隔棒支撐，以保證各相導(dǎo)線的線間距離滿足要求。

3、安裝側(cè)向避雷針，人為造成導(dǎo)線為負(fù)保護角，此種防雷方式投資少，施工方便，運行時間長。（側(cè)向避雷針是在地線上安裝水平短針，以增強地線對弱累的吸引能力，增加避雷線的保護范圍，從而降低輸電線路繞擊率的一種防雷技術(shù)。）