1000kV交流输电线路雷害故障原因及表象

    雷电是自然界的特殊现象，对电力系统的危害极大。雷击线路的形式有两种：一是感应雷，二是直击雷。对输电线路构成威胁的是直击雷，直击雷对于输电线路造成的危害可分为直击塔顶、直击避雷线档距中央和绕击导线，如图5-1所示。
    图5-1    雷击线路的形式    从线路气候环境分析，每一地区一般都有一定的雷电活动周期和规律，在高山、丘陵、江河湖泊纵横，地形复杂的地区易形成雷云、暴雨天气，在这些线路区段会出现易雷击区、易雷击带和易雷击点。如在该区段无有效防雷措施，则可能多发雷击跳闸故障。    从线路地理环境分析，部分地区土壤电阻率高，杆塔接地电阻偏大易引起反击跳闸；山区线路导线易遭受雷电绕击，山坡倾角使导线的暴露弧面增大，增加了雷电绕击的概率。    在线路设计方面，工程设计中雷电日的取值与实际情况不一定完全相符。一般来说，雷击跳闸次数与雷暴日成正比，若设计所取的雷暴日较实际低，会造成输电设备耐雷水平偏低。设计所需的雷电数据不足，目前设计所依据的主要雷电参数如雷电幅值和概率分布，主要依据个别地区长期观测后的统计数据，与各地实际雷电活动仍有相当差异。过去设计中保护角的取值偏大，屏蔽保护有效性不够，使实际运行中绕击率较高。    运行维护方面，当绝缘子串中存在零值或低值绝缘子未能及时检出时，绝缘子串的闪络电压降低会导致耐雷水平低于设计值。部分地区为增加防污能力将瓷绝缘子换成合成绝缘子后，若均压环之间的空气间距较原设计减小，也会导致耐雷水平降低。在长期的运行中，部分接地装置出现腐蚀，严重的甚至烂断，在这种情况下若遭受雷击，则反击跳闸率极高。另外，部分地区由于对某些雷击故障的原因判断不明，有些绕击故障从抓反击措施方面进行治理，没有做到对症下药。    在基建方面，部分杆塔接地电阻在施工中没有达到设计值，或者杆塔接地电阻通过施加降阻剂后暂时达到了设计值，但降阻剂在运行期间可能流失，若基建中施工工艺不当甚至会加速接地体的腐蚀，而接地电阻高是造成雷电反击最主要的原因。    特高压线路的雷电性能有两个重要的特点：一是特高压线路本身的绝缘水平很高，雷击避雷线或塔顶而发生反击闪络的可能性很小；二是特高压线路杆塔高，导线工作电压高，避雷线间和导线间距离大。绕击耐雷水平对线路防雷特性有决定性的影响。特高压线路运行的恶劣气象条件与地形状况将会是导致线路雷电绕击跳闸的主要原因。地面倾角的增大使线路保护角增大，风偏又进一步增大了线路的绕击暴露面积，这两者相结合严重改变了线路本身的绕击屏蔽性能，导致绕击跳闸率大大增加。    线路雷击跳闸后，线路地线放电间隙、绝缘子、均压环及相应导线上往往会留下闪络痕迹，接地装置与塔身连接处往往会留下烧伤痕迹，如图5-2~图5-4所示。
    图5-2    雷击故障地线放电间隙闪络痕迹
    图5-3    雷击故障绝缘子均压环闪络痕迹    线路发生雷电绕击导线故障、雷电直击地线故障后，往往会烧伤导地线并留下烧伤痕迹，如图5-5所示。
    图5-4    雷击故障接地装置闪络痕迹
    图5-5    雷击故障导线烧伤痕迹