雷害

全面打造--流现代化配电网，国家电网领导提出，必须紧紧围绕“可靠性高、互动友好、经济高效”的目标。配电网的雷电事故约占整个电力系统雷电事故总数的70%~80%，因此须加强配电网的防雷工作，才能保证供电的安全性、可靠性。为减少线路过电压造成的跳闸事故，在线路建设过程中一般采用架空绝缘导线和提高线路绝缘子的绝缘水平。架空绝缘导线提高了电网绝缘性能、安全性能，但却带来了新的雷击断线、跳闸、绝缘子闪络等问题，提高绝缘子的绝缘水平容易导致雷击过电压沿导线危及变电站或配网台区设备，严重威胁配网电路安全运行。 目前，10kV线路上大多采用安装无间隙避雷器的方式避免雷害，实现对线路的保护。无间隙氧化锌避雷器能有效截断工频电流、限制雷电过电压，但存在缺陷:必须长期承受工频电压，引起氧化锌阀片老化，使避雷器寿命缩短，影响其保护性能。若土壤电阻率高， 线路杆塔接地不良，在出现过电压时，线路上的避雷器不能彻底有效地释放大电流，就会形成工频续流在线路中振荡，从而造成线路上的电压上升，危及安全。 本项目所研发设计的无工频续流放电间隙装置，安装方便灵活，不受现场环境制约，放电间隙由支撑绝缘子固定，无需现场调节。装置应用于配网输电线路，通过放电间隙和工频限流器的配合，将瞬间的雷击能量通过间隙放电和限流元件平稳释放，防止工频续流产生，有效保护线路及线上设备;避免了常规避雷器因雷击产生的大电流通过不合格接地产生的瞬间高压对线路及设备的反击，同时通过“疏导”方式将雷击着弧点引到放电间隙，有效防止雷击产生的绝缘导线断线事故的发生。

随着经济的发展，电网容量和输电电压等级相应提高，在雾、霜、露、细雨等不利气象条件下，污秒绝缘于在较低的电压作用下就可能发生闪络，电力系统输变电设备外绝缘的污闪事故所造成的危害日益严重。在污闪、湿闪、冰闪、雷闪、操作闪络等几种闪络中对电力系统危害最大的是污闪，虽然雷闪占外绝缘闪络次数的第一位，但污闪的损失却是雷害的近10倍。 20世纪90年代以来，我国电网的防污闪研究工作取得了很大进展：制定了一系列防污闪管理规定和技术政策，展开了全面的电网污区分布图绘制工作，各级电网不同程度地调整了输变电设备特别是输电线路的爬距，相关防污闪研究课题取得了一定成果，全国电力系统的防污闪工作渐渐步入规范化轨道，然而污闪事故并没有从电网中消失。综合多年以来我国发生的数十次污闪事故来看，污秒是影响外绝缘的主要因素，大雾、雨夹雪、细雨等环境气候条件则是引起污秒闪络的诱因，事故轻则造成线路跳闸、停电，重则造成变电站跳闸、停电，更严重时会造成导线落地、电网解列、大范围大面积灾害性停电。因此清除绝缘子表面的污秒物，对于防止绝缘子发生污闪事故，保障电力系统的安全稳定运行具有重要的意义。

地震 、 山火、雷害、冰灾等自然灾害严重威胁电网安全稳定运行。自然灾害频发区电网设备安全管控面临准确感知难、快速评估难、精准管控难三大难题，亟需攻克系列防灾技术，提升电网设备安全运行管控技术水平。本团队历时12年，攻克电网设备地震、山 火、雷害、冰灾感知及防控等 12项关键技术，建成电网设备自然灾害安全管控平台，形成 "1个平台-4种灾害-3个环节-1个国际标准体系"的自然灾害管控架构，在灾害准确感知、快速评估、精准管控等方面取得了系列创新成果，实现对 地震、山火、 雷害、冰灾四种灾害秒级感知、分钟级评估、小时级管控。

文章通过总结探索送电线路雷击闪络跳闸产生的原因，在对送电线路安排防雷方案时，提出一些针对性的防雷 方法，解决送电线路雷害问题。

随着经济社会的快速发展和自然环境的变迁，各种气象条件交替发生，雷害、冰害、外力破坏、风害、污闪、鸟害等造成的输电线路故障所占比例较高。2005 年-2010 年，上述六种形式的灾害造成的输电线路故障占跳闸总数的 90.66%，占停运总数的 86.63%。由于各种灾害致灾机理迥异，防治措施不尽相同，开展防雷害、防冰害、防外力破坏、防风害、防鸟害、防污闪（以下简称“六防”）技术研究，构建基于“六防”技术的架空输电线路运维保障体系具有重要意义。 项目从理论、技术、应用等方面吸收了输电线路运维工作经验，构建了基于“六防”技术的架空输电线路运维保障体系，推动了输电线路运维技术的发展，提升了输电专业精益化管理水平。成果在国网系统内得到全面应用，取得了显著的经济社会效益。

首先分析雷击的种类以及对线路带来的伤害，再提出针对雷击灾害提出对110~220kV线路有效的防雷措施。

雷害严重影响配电线路的安全运行，引入敏感因子和易损性指标，提出一种基于信息融合的雷害风险评估方法。首先，从接地电阻、人口密度、杆塔高度、河网密度和坡向5个方面构建雷害风险指标评价体系；其次，引入信息融合的层次分析法，结合灰色、熵权和证据理论，建立雷害关联矩阵，进行综合评估；最后，对某配电线路进行案例分析。研究结果表明，对于雷害的整体趋势，所提方法评价结果与实际结果基本一致，验证了该指标体系的合理性。

雷害评估系统通过读取GIS地形地貌、雷电活动密度、配电线路历史跳闸数据，对雷电活动进行科学的分析与计算，实现地闪密度绘制、雷击跳闸率计算、雷害风险评估、雷击故障研判等功能。本项目查询、统计历史雷击跳闸数据，在GIS地图上标注雷击故障杆塔位置。计算形成该线路走廊地闪密度分布图，对线路杆塔区段地闪密度分布进行统计、分析。基于地形地貌信息，提取易雷区环境特征。开展了10kV配电线路的差异化防雷改造，相比逐基杆塔改造降低了改造资金。同时本项目降低了雷击跳闸率和雷击断线率，从根本上解决了雷电事故对社会的影响。

输电线路防雷一直是国内外研究的重点，输电线路雷害风险与线路走廊的雷电活动紧密相关，与此同时，在各个地区由于输电线路具体结构参数以及线路走廊地形地貌的差异对输电线路防雷性能的影响同样不可忽视，如何在设计阶段即能较为可靠的评估选定线路的耐雷水平和雷击跳闸率，以及如何在不增加投资的情况下合理利用地形和采用适当塔型有效地降低线路雷击跳闸率，这是所有设计人员需要解决的问题。为准确评估输电线路的综合耐雷性能与及时发现线路防雷薄弱环节，本项目对架空输电线路绕击、反击耐雷性能计算方法进行了深入的理论研究，并分析了不同因素对输电线路绕击耐雷性能的影响。本项目拟通过搭建电磁暂态仿真平台计算各种杆塔型式、导线排布方式、不同运行电压、不同接地电阻下的输电线路反击和绕击耐雷水平，分析保护角、接地电阻等对耐雷性能的影响。再考虑三维空间内导、地线相对于地面的高度变化以及输电线路走廊复杂地形的影响，以单个档距线路为研究对象，通过求取导线暴露面的水平投影面积来直接计算出单个档距输电线路的绕击跳闸次数。最后将编制的所有模块拼装，组成完整的输电线路雷击跳闸率计算软件。