某公司110千伏輸電線路雷擊跳閘故障分析

傅敏捷

摘要：文章針對(duì)一起110千伏輸電線路因雷擊因素跳閘出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)改善措施，為后續(xù)提升輸電線的穩(wěn)定運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支持。

關(guān)鍵詞：輸電線路;設(shè)備跳閘;防雷措施

前言

架空輸電線路的防雷措施應(yīng)按照輸電線路在電網(wǎng)中的重要程度、線路走廊雷電活動(dòng)強(qiáng)度、地形地貌及線路結(jié)構(gòu)的不同，來(lái)進(jìn)行差異化配置，并且需要重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)重要線路、以及多雷區(qū)和強(qiáng)雷區(qū)內(nèi)桿塔與線路的防雷保護(hù)措施。針對(duì)新建和運(yùn)行的重要線路，應(yīng)綜合根據(jù)實(shí)際情況針對(duì)性的采取減小地線保護(hù)角、改善接地裝置、適當(dāng)加強(qiáng)絕緣等措施降低線路雷害風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)雷害風(fēng)險(xiǎn)較高的桿塔和線段宜采用線路避雷器保護(hù)。

1、案例概述

在2019年8月13日13：22：08時(shí)間段內(nèi)，某公司轄區(qū)內(nèi)輸電線路江南變110kV南長(zhǎng)白T南長(zhǎng)西白線179線路零序二段、接地距離二段出現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作，開(kāi)關(guān)跳閘并重合成功，故障相B相電流一次值5.035kA，測(cè)距為12.38km。同時(shí)，江南變110kV南長(zhǎng)黃T南長(zhǎng)西黃線181線路零序二段保護(hù)動(dòng)作，開(kāi)關(guān)跳閘并重合成成功，故障相ABC相電流一次值0.53kA。經(jīng)過(guò)對(duì)雷電智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行查找發(fā)現(xiàn)，南長(zhǎng)西黃線路跳閘時(shí)線路走廊附近有6個(gè)落雷，其中，時(shí)間為2018-08-13 13：22：06.006，雷電流幅值為-27.7kA，最近桿塔為110kV南長(zhǎng)西黃線#31塔（南長(zhǎng)西白線#32同塔）。其次，在線路出現(xiàn)跳閘后聯(lián)系沿線相關(guān)護(hù)線員，有反映出現(xiàn)跳閘時(shí)段當(dāng)?shù)卮_實(shí)為雷雨天氣。

因此，通過(guò)綜合以上情況可初步判斷，故障時(shí)天氣為雷雨天氣，發(fā)生雷擊跳閘故障的可能性較大，確定重點(diǎn)檢查段落110kV南長(zhǎng)西黃線#30-#32塔。

現(xiàn)場(chǎng)檢查情況。110kV南長(zhǎng)白T南長(zhǎng)西白線、南長(zhǎng)黃 T南長(zhǎng)西黃線跳閘故障發(fā)生后，在當(dāng)天下午，相關(guān)運(yùn)維人員立即組織對(duì)故障進(jìn)行查找。通過(guò)結(jié)合變電站保護(hù)測(cè)距、 以及雷電定位信息，運(yùn)維人員前往110kV南長(zhǎng)西白線#31-#33塔進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)在110kV 南長(zhǎng)西白線#32塔B相絕緣子及均壓環(huán)、跳線有明顯的放電痕跡，同塔架設(shè)另一側(cè)的南長(zhǎng)西黃線#31塔BC相絕緣子桿塔側(cè)放電痕跡不明顯，導(dǎo)線側(cè)未見(jiàn)放電痕跡。經(jīng)判斷該處即為故障點(diǎn)，暫不影響線路正常運(yùn)行。詳見(jiàn)下圖1：

故障桿塔基本參數(shù)。110kV南長(zhǎng)西白線線路全長(zhǎng)10.709km，共42基桿塔。于2011年1月27日投運(yùn)T接于110kV南長(zhǎng)白線#19塔，故障點(diǎn)桿塔未安裝線路型避雷器，全線未安裝線路型避雷器。110kV南長(zhǎng)西黃線線路全長(zhǎng)10.623km，共40基桿塔。2011年1月27日投運(yùn)T接于110kV南長(zhǎng)黃線#19塔，故障點(diǎn)桿塔未安裝線路型避雷器，全線未安裝線路型避雷器。南長(zhǎng)西白線#2-#41與南長(zhǎng)西黃線#1-#40為同塔架設(shè)。

2、線路跳閘故障原因分析

在8月13日13時(shí)22分許，#32塔所在區(qū)域天氣情況惡劣。全桿高21米，周邊無(wú)高大建筑。不論是塔身還是導(dǎo)地線均明顯高于周邊地勢(shì)，線路通道旁有濕地，雷擊閃絡(luò)的情況最容易出現(xiàn)在該類地形的桿塔上。對(duì)照雷電定位系統(tǒng)，落雷雷電流-27.7kA左右，未超過(guò)反擊雷耐雷水平。判斷當(dāng)雷電擊中110kV南長(zhǎng)西白線B相導(dǎo)線時(shí)，雷電波沿導(dǎo)線向兩邊行進(jìn)，當(dāng)?shù)竭_(dá)#32塔時(shí)，因繞擊耐雷水平僅為7.58kA，故發(fā)生B相絕緣子擊穿，造成線路跳閘。通過(guò)南長(zhǎng)黃線故障錄波信息，及2013年4月該線路同時(shí)跳的情況分析，南長(zhǎng)黃線初步判斷為同桿架設(shè)線路的零序互感影響導(dǎo)致的跳閘。而且故障時(shí)南長(zhǎng)黃線A相故障電流略有增幅，對(duì)應(yīng)段母線三相電壓變化不大，零序電流逐步增加。

除此之外，綜合對(duì)雷電信息與故障錄波進(jìn)行分析，經(jīng)查詢福建電網(wǎng)雷電智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，13：22：08前后30秒1公里緩沖半徑內(nèi)110kV南長(zhǎng)西白線全線有12個(gè)落雷，其中第1個(gè)落雷定位位置與測(cè)距基本相符，由此可以斷定本次線路跳閘該落雷引起。雷電信息如圖2所示：

通過(guò)對(duì)雷擊性質(zhì)進(jìn)行分析。針對(duì)故障測(cè)距、雷電定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)、以及現(xiàn)場(chǎng)故障查找情況可以確定此次故障為110kV南長(zhǎng)西白線#32遭受雷擊造成線路跳閘，南長(zhǎng)黃線判斷為同桿架設(shè)線路的零序互感影響導(dǎo)致的跳閘。由于此次雷電流幅值-27.7kA左右，從現(xiàn)場(chǎng)微地形及故障信息判斷，判斷此次跳閘為雷電繞擊110kV南長(zhǎng)西白線#32塔B相導(dǎo)線，雷電流超過(guò)繞擊雷耐雷水平7.58kA，導(dǎo)致南長(zhǎng)西白線線路跳閘。同塔架設(shè)的南長(zhǎng)西黃線則是因?yàn)榱阈蚧ジ杏绊憣?dǎo)致跳閘。

3、整改及反事故措施

根據(jù)《國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施（修訂版）》（國(guó)家電網(wǎng)生（2012）352號(hào)）相關(guān)規(guī)定通過(guò)以下措施進(jìn)行改善：

一是，加裝線路型避雷器，提高線路耐雷水平;二是，加強(qiáng)開(kāi)展接地引下線、架空地線等防雷設(shè)施檢查工作，對(duì)接地電阻進(jìn)行周期檢測(cè)，對(duì)不合格接地電阻桿塔進(jìn)行改造;三是，對(duì)加強(qiáng)線路防雷管理，提高線路耐雷水平，減少因雷擊造成的線路跳閘故障;四是，核算零序過(guò)流保護(hù)靈敏度，適當(dāng)提高零序方向II段定值;五是，對(duì)于線路全線有靈敏度保護(hù)的零序方向過(guò)流保護(hù)（包括縱聯(lián)零序方向保護(hù)、零序方向II段保護(hù)），在方向元件中增加負(fù)序分量判斷，采取零負(fù)序綜合判斷。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了改善防雷措施不足的狀況，提升輸電線路的整體防雷技術(shù)水平，根據(jù)線路重要程度、線路走廊雷電活動(dòng)強(qiáng)度、地形地貌及線路結(jié)構(gòu)的不同，進(jìn)行差異化防雷配置，針對(duì)雷害風(fēng)險(xiǎn)較高的桿塔和線段宜采用線路避雷器保護(hù)，以保障線路和穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]依陽(yáng)，楊霄.超高壓輸電線路雷擊跳閘典型故障分析[J].科技風(fēng)，2019（16）：203.