摘要：本文分析了2007年北京電網(wǎng)輸電線路雷擊情況，并結(jié)合近幾年的雷擊故障數(shù)據(jù)，從雷擊地域分布、雷擊月份分布、雷擊故障類型、雷擊絕緣子類型分別進(jìn)行了縱向和橫向?qū)Ρ确治觯诖嘶A(chǔ)上得出了北京電網(wǎng)雷擊的規(guī)律，并提出了相應(yīng)的防治措施。

　　關(guān)鍵詞：北京電網(wǎng)；輸電線路；雷擊；故障

　　1　前言

　　北京市中心位于北緯39度，東經(jīng)116度，為暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥，年平均降雨量600多毫米。降水季節(jié)分配不均勻，全年降水的75％集中在夏季，7、8月常有暴雨、雷電。北京地區(qū)輸電線路的雷擊特點(diǎn)與氣象情況緊密相聯(lián)，防雷成為北京市電力公司輸電公司每年必做的一項(xiàng)季節(jié)性工作。

　　2　雷擊掉閘分析

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)北京2007雷電分布規(guī)律如表1所示：
　　根據(jù)表中統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，北京地區(qū)雷電活動(dòng)集中在西北部山區(qū)，主要有昌平，懷柔，密云，延慶，由此可以判斷，這些地區(qū)的輸電線路都是的防雷的重點(diǎn)線路。

　　2.1　220千伏雷擊掉閘概述
　　2007年220千伏雷擊掉閘共有10次，足以說明220千伏線路防雷是我們今后工作的重中之重。重合出9次，占90％，未出1次，占10％。眾多雷擊掉閘有以下幾個(gè)顯著特點(diǎn)：

　　(1)重復(fù)雷擊。昌下線在7月7日和8月12日同一個(gè)點(diǎn)兩次遭雷擊，下達(dá)線在8月3日和8月12日短短幾天時(shí)間同一個(gè)點(diǎn)兩次遭雷擊。

　　(2)雙路掉閘。7月7日昌下一二線同時(shí)掉閘，造成下莊站全停，影響延慶地區(qū)正常供電。

　　(3)雷擊活動(dòng)范圍加大。除珠聶線為歷年雷擊活動(dòng)頻繁區(qū)外，城太、門白線也發(fā)生了雷擊。

　　2.2　11OkV雷擊掉閘概述
　　2007年110千伏雷擊掉閘共有5次，重合成功率為100％，5次雷擊掉閘中，有以下幾個(gè)顯著特點(diǎn)：

　　(1)重復(fù)雷擊。昌下線在7月7日和8月12日同一個(gè)點(diǎn)兩次遭雷擊，下達(dá)線在8月3日和8月12日短短幾天時(shí)間同一個(gè)點(diǎn)兩次遭雷擊。

　　(2)雙路掉閘。7月18日管風(fēng)一二線同時(shí)掉閘，造成鳳凰嶺站全停，影響房山地區(qū)正常供電。

　　(3)歷年遭雷擊線路仍然未擺脫雷害。如下村、懷密二、懷云

　　2.3　35kV雷擊掉閘概述
　　2007年35千伏雷擊共有3次，重合成功率100％。由于35kV無避雷線，遭受的都是直擊雷，而且由于絕緣子片數(shù)少，絕緣強(qiáng)度低，遭雷擊后，往往出現(xiàn)一基多相閃絡(luò)造成線路掉閘，甚至導(dǎo)致導(dǎo)線斷股。

　　2.4　雷擊掉閘綜合統(tǒng)計(jì)：
　　
　　雷擊故障按類型分類如表2所示：
　　從表中統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，繞擊占了50％，特別是220kV、11OkV的雷擊中繞擊均為60％，可見防止線路繞擊是北京市電力公司輸電公司明年防雷重點(diǎn)。
　　不同電壓等級(jí)的雷擊故障比例如表3所示：
　　從表中統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，遭雷擊的以合成絕緣子居多，特別是220kV線路將近70％的雷擊閃絡(luò)均為合成絕緣子，因此，在雷擊頻繁區(qū)的合成絕緣子為防雷薄弱點(diǎn)。
　　雷擊按地形分類如表4所示：
　　從表中統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，11OkV、220kV雷擊地形山區(qū)居多，山區(qū)防雷仍然是重點(diǎn)。
　　雷擊按故障地區(qū)分類如表5所示：
　　從表中統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，昌平、門頭溝、房山、延慶、懷柔、密云、順義七個(gè)地區(qū)雷電活動(dòng)較為活躍，尤其是昌平區(qū)，雷擊次數(shù)達(dá)到7次，與第一部分的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)相吻合。
　　雷擊按月份分類如表6所示：
　　從表中統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，7、8月份為今年雷電活動(dòng)最為活躍時(shí)期，特別是7月份，雷擊次數(shù)達(dá)到10次，達(dá)到56％，8月份6次，達(dá)到33％。

   　3　雷擊規(guī)律分析

　　2007年繞擊雷線路掉閘率比較高，主要原因在于較小雷電流容易穿過屏蔽系統(tǒng)的防護(hù)，特別在易形成強(qiáng)度不大的雷暴地區(qū)。地面屏蔽變?nèi)醯牡囟我惨装l(fā)生繞擊跳閘事故，如斜山坡地段的坡面外側(cè)導(dǎo)線以及相鄰桿塔位于山頂?shù)臋n距中央?yún)^(qū)域。因線路繞擊耐雷水平遠(yuǎn)低于反擊耐雷水平(前者一般為十幾或二十幾kA，而后者可達(dá)上百kA)，線路地線和桿塔可截獲強(qiáng)雷，使線路承受反擊的考驗(yàn)而避免繞擊跳閘事故，弱雷則可能穿透它們的防護(hù)而繞擊于導(dǎo)線上，當(dāng)其強(qiáng)度超過繞擊耐雷水平時(shí)便會(huì)發(fā)生雷擊跳閘。從多年運(yùn)行情況看，山區(qū)線路雷擊跳閘與地形、桿型及保護(hù)角密切相關(guān)，而和桿塔接地電阻的關(guān)系不大。山區(qū)線路一般都存在易擊區(qū)段或某些頻發(fā)性雷擊桿塔，如昌下線27號(hào)和下達(dá)線23號(hào)。傳統(tǒng)的防雷措施主要是提高線路絕緣水平和降低桿塔接地電阻。但受桿塔結(jié)構(gòu)和地形條件的限制，雖耗費(fèi)大量的人力和物力，卻收效甚微。目前高壓線路防雷設(shè)計(jì)主要考慮的因素是反擊，而造成山區(qū)線路雷擊跳閘主要原因是繞擊。

　　3.1　對(duì)220kV線路的耐雷水平分析
　　平原地區(qū)的220kV線路在檢修巡視到位的情況下，一般高度的桿塔基本不會(huì)發(fā)生雷擊故障，原因 ：

(1)如果接地電阻滿足要求，那么由于220kV線路絕緣相對(duì)較強(qiáng)(1200kV以上)，其防反擊雷的能力也是較強(qiáng)的。

(2)如果避雷線保護(hù)角滿足要求，做到有效屏蔽，那么在平原地區(qū)基本不會(huì)發(fā)生繞擊雷事故。

　　山丘地區(qū)的220k~線路防雷性能相對(duì)較差。因?yàn)椋?/p>

(1)山區(qū)本身雷電活動(dòng)情況要比平原地區(qū)強(qiáng)烈。

(2)山區(qū)土壤電阻率高，接地不容易滿足要求，導(dǎo)致線路的防反擊雷能力下降。

(3)山區(qū)線路由于地形的原因，避雷線屏蔽失效的可能性加大，因此，防繞擊雷的能力較差。

(4)設(shè)計(jì)中的防雷薄弱點(diǎn)也多出現(xiàn)在山區(qū)，為繞擊的線路保護(hù)角均大于10°，但是對(duì)于山區(qū)線路來說，不管是按照哪種擊距理論，山坡的角度對(duì)于繞擊來說都可以放大暴露弧的長(zhǎng)度，增大繞擊范圍，因此設(shè)計(jì)的保護(hù)角對(duì)于山區(qū)是偏寬松的，多年220kV線路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)也證明了這種觀點(diǎn)，山區(qū)線路保護(hù)角由于山坡傾斜角的影響無形中被放大了。

　　3.2　對(duì)11OkV線路的耐雷水平分析
　　平原地區(qū)的110kV線路雷擊故障出現(xiàn)的概率要高于220kV，這主要由于11OkV線路絕緣要低于220kV線路，導(dǎo)致11OkV線路耐反擊雷能力下降。山丘地區(qū)的1lOkV線路的耐雷水平分析基本與220kV線路相同。

　　3.3　對(duì)35kV線路的耐雷水平分析
　　(1)由于線路絕緣低，導(dǎo)致35kV線路耐直擊雷和反擊雷的水平都較低。
　　(2)由于35kV線路基本上不全線架設(shè)避雷線，因此雷電直擊線路的可能性較大。
　　(3)由于線路絕緣低，因此加避雷線對(duì)防雷效果幫助不大，不 論反擊雷繞擊雷都可能導(dǎo)致線路掉閘，且避雷線具有引雷作用，因此 35kV線路也不提倡全線架設(shè)避雷線。

　　3.4　雷擊跳閘的地形、桿塔特點(diǎn)
　　根據(jù)對(duì)雷擊故障點(diǎn)地形桿塔特點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)分析，遭受雷擊的桿塔多在：
　　(1)水庫、水塘附近的突出山頂，多數(shù)發(fā)生在半山區(qū)，如下達(dá)二23#。
　　(2)某一區(qū)段的高位桿塔或向陽坡上的高位桿塔。
　　(3)大跨越桿塔，如跨越高山、江河的桿塔，如昌下一二27#。
　　(4)巖石處等桿塔接地電阻高的地方。

　　4　結(jié)論

　　應(yīng)繼續(xù)作好接地電阻的測(cè)試工作，對(duì)不合格接地要及時(shí)處理，需要注意兩點(diǎn)：一是在測(cè)試接地電阻時(shí)，應(yīng)該同時(shí)測(cè)土壤電阻率。二是在完成接地電阻測(cè)試后，必須將接地連接螺栓擰緊，以防螺栓松動(dòng)造成接觸電阻增大、出現(xiàn)接地電阻增大的假象。

　　由于線路為新投運(yùn)設(shè)備，沿線氣象資料與環(huán)境情況仍在積累當(dāng)中，在這種情況下，建議針對(duì)雷擊故障點(diǎn)加裝避雷器。

　　建議采取“差絕緣”的方式解決雙回掉閘問題。即一路提高線路絕緣性能，另一路維持原狀，雷擊時(shí)線路薄弱點(diǎn)遭雷擊掉閘，從而避免雙回掉閘，可采取一路加裝間隙，另一路不裝；或一路增加爬電距離，另一路不變。

　　對(duì)易遭雷擊的桿塔適當(dāng)?shù)脑黾咏^緣子片數(shù)，也是提高桿塔耐雷水平的措施之一。具體措施是在桿塔尺寸允許的情況下每串絕緣子增加1——2片絕緣子或者考慮高一個(gè)電壓等級(jí)的絕緣配置。以220kV線路為例，下表列出了桿塔耐雷水平、接地電阻值和絕緣子片數(shù)的關(guān)系。

　　雷電定位系統(tǒng)還不能夠很好的利用，建議對(duì)對(duì)雷電定位系統(tǒng)進(jìn)行完善，這對(duì)判斷雷擊故障類型能提供直接的參考依據(jù)。