簡析特高壓直流輸電線路雷擊特性

摘要：本文從特高壓直流輸電線路項目發展形狀出發，結合案例對特高壓直流輸電線路事故產生原因、特性以及暴露出的問題進行了統一分析，并針對實際問題展開了討論，旨在為相關項目管理人員提供有價值的參考建議。

關鍵詞：特高壓直流輸電線路；雷擊特性；特征

一、特高壓直流輸電線路項目發展現狀

對于特高壓直流輸電項目來說，不僅是電壓較高的項目，在實際管理運行結構中，其輸送距離以及輸送容量也較大，作為重要的電力運輸通道，特高壓直流輸電線路承擔了我國西電東輸以及北電南送等多項國家重點項目。在實際應用中，特高壓直流輸電項目呈現出分布范圍廣的特征，由于地理環境以及社會環境的差異，會有不同的制約因素影響線路的實際運行效率。不僅僅會產生輸送端和應用端的沖擊，也會嚴重影響人們生產生活的質量。

二、特高壓直流輸電線路雷擊案例分析

我國網公司在運行特高壓直流輸電線路時，主要分為四回，分別為特高壓直流輸電線路1（復龍-奉賢）、特高壓直流輸電線路2（錦屏-蘇州）、特高壓直流輸電線路3（宜賓-金華）特高壓直流輸電線路4（哈密-鄭州），其中，哈密到金華的特高壓直流輸電線路是2210千米，距離最長。據不完全統計，在2015年一年，該四條線路出現了15次雷擊事故，且其中11次均為雷電繞擊問題，但是并沒有發生相應的雷電反擊故障。

在2015年7月份，哈密到金華的特高壓直流輸電線路沿途村莊發生了一起較為嚴重的事故，當地村民反映，強雷雨天氣較多，雷電方向為#0108-#0115，出現了較多的小號側雷，不僅聲響較大，且伴有較大風力，由于雷電現場出現了嚴重的陣雨，檢修人員沒有進行第一時間的帶電檢查。在發生事故第二天，對其進行了特殊巡查。

（一）特高壓直流輸電線路雷擊事故原因分析

在對相關問題進行集中分析的過程中，首先對地形數據進行處理，由于地形較為特殊，其異常桿塔位于山頭位置，并且存在局部的制高點，導致其發生事故的幾率增大，另外，線路部分要跨越山谷，形成較為明顯的雷電云，就會出現相應問題。異常桿塔的甬道在使用過程中，并沒有異常問題，且整體無障礙，線路沒有出現異常的跳閘問題。

另外，對其相關雷擊原因進行了集中的排查，對絕緣子進行檢查，并沒有發現較為明顯的油污，也沒有鳥害問題。對絕緣子的V串機構和桿塔材質進行檢查，沒有嚴重的風偏異常。由于桿塔的位置在山頂，也排除了大型機械作業的可能性，最后，在對雷電定位吻合度進行分析后，在雷電事故附近出現了異常性的負極性落雷，結合相關數據和異常情況分析機制，判斷出事故原因為雷點繞擊。

（二）特高壓直流輸電線路雷擊特性分析

特高壓直流輸電線路雷擊發生幾率中，正極性吸引雷擊的幾率要遠遠高于負極性，并且不同雷擊事故主要的特性和其極性參數也有較高的關聯，由于自然界中的雷電以負極性為主，需要相關研究人員針對實測結果進行全面分析，從而得出相關數據和信息模型。也就是說，負極性雷擊發生事故占75%以上，而正極性側導線在應用中主要的問題是雷擊閃絡。正是由于正極性側在實際應用機制中，會產生上行的先導力，相較于負極性側壁壘，產生了先導競爭攔截雷電先導的現象，這也就大大增加了雷電繞擊的概率。

（三）特高壓直流輸電線路雷擊事故暴露的問題

其一，發生雷擊問題的區域地形較為特殊，跨越山谷就會互相雷電云、高山區域周圍類似于盆地，云層也會出現小型滯留云層，局部制高點會容易受到雷擊。

其二，在對特高壓直流輸電線路雷擊問題和事故進行數據分析統計過程中，得出相應的數據結論和相關模型參數，特高壓直流輸電線路的跳閘問題都集中在正極方面，直擊雷擊的正極性概率也比較大，數據分析結構和相關運行維度要相貼合。

其三，由于雷擊問題發生的區段多集中在山區，不僅山地海拔較高，而且地形較為復雜，在整修和異常問題查詢方面存在一定的困難。

（四）特高壓直流輸電線路輸電線路的優化策略

在實際運行機制建立過程中，相關管理人員要結合實際問題進行集中處理和綜合管控，提升管理意識的同時，針對相關問題建構系統化統計機制和控制措施。相關項目管理人員在建立優化策略的過程中，要結合線路實際情況，也要著重分析特高壓直流輸電線路的基本特征，并對防雷措施的適用范圍進行綜合梳理。

第一，相關項目負責人員要針對特高壓直流輸電線路的沿途雷電分布特征，建立具有針對性的數據綜合分析，才能建構更加系統化的管理維度和控制機制，對具體要求以及具體參數模型進行整合。正是基于特高壓直流輸電線路分布的問題，會存在遠距離輸電，因此，需要相關部門結合路徑情況以及增設雷電觀站的需求，對雷電定位系統進行有效整合，并對雷電定位系統等模型進行分析，主要是對落雷分布情況以及雷電流強度情況進行全面分析。只有深度研究雷擊和雷電流強度等參數之間的關系，才能對多雷區的閃絡風險進行綜合判定，從而建立健全有效的差異化技術模型和運行方案。

第二，要建立健全有效的差異化防雷設計，結合已經運行的項目進行綜合分析，并對特高壓直流輸電線路雷擊故障展開有效處理，正是基于負極性雷擊問題，要在實際設計機制建立過程中，強化其正極性側雷設計。因此，在設計機制建立過程中，要建立特高壓直流輸電線路正極性防雷措施優化，將正極性導線直接布設在上山坡，主要是采取不平衡絕緣適當增加的機制，從根本上提升管理效果和應用價值。

第三，相關技術人員要結合實際問題建立健全管理模型，并安裝可控的放電避雷針，正是基于其有提前觸發裝置，能產生迎面先導的特性結構，就會引發行雷放電補充效果，從而有效形成攔截結構，并且能對雷云電荷進行有效中和，真正實現對象保護。在實際應用模型建立和應用過程中，由于接地電阻的保護，在布置可控放電避雷針管控模型時，得以有效落實和處理。也就是說，正是基于可控放電避雷針對桿塔前后側檔距較小的線路，對相關問題進行了綜合分析，結合實際參數模型和管理要求，整體防繞擊效果也就能實現的比較客觀。除此之外，其造價較低，并且實際安裝十分方便。

第四，相關技術人員要結合實際需求有效地降低桿塔接地電阻，并且保證設計模型和合計項目符合設計要求以及具體參數。值得注意的是，在對故障塔位接地電阻進行設計要求處理和反饋的過程中，要對設計最大值進行系統化分析，并對雷電反擊事件進行系統化梳理，降低其接地電阻能有效對其耐雷水平和指數規律進行有效處理和劃分，并且在保證計劃性可控放電避雷針位置有效的基礎上，對其雷擊模型進行集中處理和綜合管理。

第五，技術人員要結合實際問題建構線路避雷器，目前為止，最有效且經濟實惠的就是直流避雷器，我國已經有部分±500kV特高壓直流輸電線路已經在試點應用，且整體防雷效果較為良好，正是基于此，在實際應用模型和建立過程中，實現管理效果和管理維度的有效落實。但是，其安裝造價相對較高，程序也較為復雜，制約了項目的推廣水平，而在特高壓直流輸電線路避雷器設計和安裝過程中，要結合實時跟蹤模型，對相關數據進行有效處理。不僅要對運行情況進行實時跟蹤，也要對設備故障進行集中梳理和分析。

結束語：

總而言之，對于特高壓直流輸電線路雷擊問題進行集中梳理和綜合分析后，要結合參數要求對其進行集中管控和系統化分析，確保管理維度和管控模型貼合實際需求，不僅要強化人員、機械配置，也要對風險因子和長效機制進行綜合應用，確保相關運行機制和管理維度的綜合化分析，真正落實動態化±500kV特高壓直流輸電線路雷擊管控措施。

作者簡介：

丁紅濤（1983.06），男，籍貫：陜西省蒲城縣，學歷：本科，助理工程師，研究方向：輸電線路工程