浙江電網高壓輸電線路雷擊跳閘率的評估

金祖山，胡文堂，龔堅剛，吳明祥，曾 嶸

（1.浙江省電力試驗研究院，杭州 310014；2.浙江省電力公司，杭州 310007；3.清華大學電機系，北京100084）

雷擊是造成架空輸電線路跳閘的重要原因。線路的雷擊跳閘率與線路的塔型、絕緣強度、接地電阻、線路沿線地形以及雷電活動等諸多因素有關，它們分別影響著線路的反擊跳閘率和繞擊跳閘率，進而決定線路的防雷性能。

由于實際線路桿塔的總數很大，對每一基桿塔逐一進行跳閘率分析的工作量巨大。因此要分析線路整體的防雷性能，比較可行的方法是根據影響線路防雷性能的各個參數的統計規律，將線路分為若干類型，并對每種類型線路的雷擊跳閘率進行計算。在此基礎上，再根據每種線路所占的比例，通過加權求和的方法求得線路整體的防雷性能。

本文根據調研結果、線路類型及導地線相對位置的因素對線路桿塔類型和線路地形進行分類，綜合評估了浙江電網采樣線路500 kV雙甌5463線與寧嶺5474線，220 kV姆明4P74線與海場4357線，110 kV洋荊1118線與雅蒼1993線的線路雷擊跳閘率。

1 雷擊跳閘率評估方法

將采樣線路按塔型以及電壓等級分為5類，分別是500 kV直線貓頭塔、500 kV耐張轉角塔、220 kV同桿雙回鼓形直線塔以及110 kV直線貓頭塔、110 kV耐張轉角塔。對于同桿雙回的轉角塔和直流轉角塔，由于其導地線相對位置與直線塔基本相同，因此歸為直線塔。對于影響線路防雷性能的桿塔高度、塔頭尺寸、絕緣強度等因素，計算中分別以每種塔型下相應參數的平均值為依據，同時考慮最嚴峻的情況進行分析，即對桿塔高度和塔頭尺寸按略高于平均值選取，絕緣強度則略低于平均值。

為充分考慮每條線路的塔型、地形、絕緣水平及接地情況對防雷性能的影響，分析線路繞擊性能時，將線路沿線地形分為3種基本的雷擊跳閘嚴重的類型：斜坡外側線路、跨谷線路和山脊頂部線路，如圖1所示。線路雷擊跳閘率評估方法是首先根據斜坡、山脊頂部和跨谷3種基本地形的繞擊跳閘率通過加權求得高山、一般山地和丘陵三類地形下的繞擊跳閘率，然后再通過加權計算出線路總的繞擊跳閘率。計算反擊跳閘率時也是通過兩步加權，即地形條件的加權和接地情況的加權，最后得出線路雷擊跳閘率。

圖1 山區線路雷擊分析的基本地形

2 500 kV線路雷擊跳閘率評估

采樣線路中500 kV線路共有2條，分別是雙甌5463線與寧嶺5474線，此次對雙甌5463線的麗水段、溫州段，寧嶺5474線的臺州段、寧波段進行了調研，綜合每條線路各段的情況進行綜合評估。

2.1 雙甌5463線評估

根據統計結果，500 kV雙甌5463線全線主要以貓頭塔、耐張轉角塔為主，貓頭塔約占80%，耐張轉角塔約占15%，其他類型塔占5%，全線地形全部為山區。考慮麗水地區地勢起伏很大，可以進一步分為高山大嶺、一般山區與丘陵，其比例分別為20%，30%與40%，另有10%等效為平地。斜坡、山頂和跨谷這3種基本地形所占比例分別約為50%、20%和30%。高山大嶺、山地與丘陵地形都按上述比例進行計算，并通過不同的坡角和山谷深度來反映兩類地形的差別。對斜坡與山頂地形，三類地形對應的平均地面傾角為60°、40°與20°；對跨越山谷地形，三類地形對應的平均谷深分別取80 m、40 m與20 m。計算反擊跳閘率時也是通過兩步加權，前者同樣通過調研數據得到。為了在計算中反映不同接地情況的影響，分別用10 Ω和15 Ω沖擊接地電阻表示接地良好和接地不良的情況。同時對于高山大嶺、山地和丘陵三類地形，接地不良桿塔的比例分別為15%、10%、5%。

根據加權法可以得到，雙甌5463線的繞擊跳閘率為2.184，反擊跳閘率為0.033，總跳閘率為2.217。從計算結果可以看出，對于500 kV雙甌線，繞擊跳閘率遠大于反擊跳閘率，與雷擊故障統計結果相一致。雙甌5463線麗水段在2004-2007年的4年時間內共跳閘7次，其跳閘率為1.73，與計算結果接近。浙江省采樣線路雷擊跳閘率統計（2004-2007.8）見表 1。

2.2 寧嶺5474線評估

根據統計結果，500 kV寧嶺5474線全線主要以貓頭塔、耐張轉角塔為主，耐張塔約占20%。全線地形全部為山區。與雙甌線相比，寧嶺線沿線地勢情況有所改善。可以進一步分為一般山區與丘陵，其比例分別為30%與50%，另有20%等效為平地。斜坡、山頂和跨谷這3種基本地形所占比例分別約為50%、20%和30%。高山大嶺、山地與丘陵地形都按上述比例進行計算，并通過不同的坡角和山谷深度來反映兩類地形的差別。對斜坡與山頂地形，兩類地形對應的平均地面傾角為40°與20°；對跨越山谷地形，兩類地形對應的平均谷深分別取40 m與20 m。計算反擊跳閘率時也是通過兩步加權，前者同樣通過調研數據得到。為了在計算中反映不同接地情況的影響，分別用10 Ω和15 Ω沖擊接地電阻表示接地良好和接地不良的情況。同時對于高山山地和丘陵兩類地形，接地不良桿塔的比例分別為10%，5%。

表1 浙江電網采樣線路雷擊跳閘率統計（2004-2007.8）

根據上述加權方法可以得到，寧嶺5474線的繞擊跳閘率為1.645，反擊跳閘率為0.029，總跳閘率為1.674。從計算結果可以看出，對于寧嶺5474線，繞擊跳閘率率遠大于反擊跳閘率，這一點與雷擊故障統計結果相一致。寧嶺5474線臺州段在2007年跳閘2次，其跳閘率為2.46，與計算結果接近。

3 220 kV線路雷擊跳閘率評估

3.1 姆明4P74線評估

220 kV姆明4P74線線路長度較短，因此地形變化不大，對其按照山區與平原進行劃分。根據調研，其平原約占80%，山區約占20%。山區中斜坡、山頂和跨谷這3種基本地形所占比例分別約為50%、20%和30%。地面傾角取20°，跨谷深度取60 m。為了在計算中反映不同接地情況的影響，分別用10 Ω和15 Ω沖擊接地電阻表示接地良好和接地不良的情況。在平原與山區，接地不良的桿塔比例分別為5%與10%。

根據上述加權方法可以得到，姆明4P74線的繞擊跳閘率為1.17，反擊跳閘率為2.14，總跳閘率為3.31。姆明4P74線在2006-2007年的2年時間內共跳閘4次，其跳閘率為6.92，與計算結果相差較大。

3.2 海場4357線評估

220 kV海場4357線長度較短，因此地形變化不大，對其按照山區與平原進行劃分。根據調研，其平原約占25%，山區約占75%。山區中斜坡、山頂和跨谷這3種基本地形所占比例分別約為50%、20%和30%。地面傾角取30°，跨谷深度取60 m。為了在計算中反映不同接地情況的影響，分別用10 Ω和15 Ω沖擊接地電阻表示接地良好和接地不良的情況。在平原與山區，接地不良的桿塔比例分別為5%與10%。

根據上述加權方法可以得到，海場4357線的繞擊跳閘率為2.31，反擊跳閘率為2.20，總跳閘率為4.51。220 kV海場4357線在2004-2007年的4年時間內共跳閘5次，其跳閘率為4.40，與計算結果接近。

4 110 kV線路雷擊跳閘率評估

4.1 洋荊1118線評估

根據調研，洋荊1118線貓頭塔占50%，轉角塔占25%，其余塔型占25%。洋荊線沿線平原約占50%，山區約占50%。山區中斜坡、山頂和跨谷這3種基本地形所占比例分別約為40%、30%和30%。地面傾角取30°，跨谷深度取60 m。為了在計算中反應不同接地情況的影響，分別用10 Ω和30 Ω沖擊接地電阻表示接地良好和接地不良的情況。在平原與山區，接地不良的桿塔比例分別為20%與30%。

根據上述加權方法可以得到，洋荊線的繞擊跳閘率為3.15，反擊跳閘率為4.27，總跳閘率為7.42。另25%線路為其他塔形，假設其跳閘率與110 kV貓頭塔、轉角塔類似，則總雷擊跳閘率在約為10。110 kV洋荊1118線在2004-2007年的4年時間內共跳閘16次，其跳閘率為13.75，與計算結果接近。

4.2 雅蒼1993線評估

根據調研，雅蒼1993線貓頭塔占75%，轉角塔占25%。雅蒼線沿線全部為山地。山區中斜坡、山頂和跨谷這3種基本地形所占比例分別約為40%、30%和30%。地面傾角取30°，跨谷深度取60 m。為了在計算中反映不同接地情況的影響，分別用10 Ω和20 Ω沖擊接地電阻表示接地良好和接地不良的情況。在平原與山區，接地不良的桿塔比例分別為20%與30%。

根據加權法可以得到，雅蒼線的繞擊跳閘率為5.28，反擊跳閘率為4.47，總跳閘率為9.75。110 kV雅蒼1993線在2004-2007年間共跳閘19次，其跳閘率為11.44，與計算結果接近。

5 結語

（1）根據調研結果、線路類型及導地線相對位置等因素，對線路桿塔類型和線路地形進行了分類，計算線路雷擊跳閘率。

（2）評估了 500 kV、220 kV、110 kV 各兩條試點架空線路雷擊跳閘率，評估結果與線路的實際雷擊跳閘率基本吻合，顯示采用的評估方法所得的結論有較大參考意義。

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