某公司110千伏輸電線路雷擊跳閘故障分析

傅敏捷

摘要：文章針對一起110千伏輸電線路因雷擊因素跳閘出現(xiàn)的故障進行分析，并提出相應改善措施，為后續(xù)提升輸電線的穩(wěn)定運行提供數(shù)據(jù)支持。

關鍵詞：輸電線路;設備跳閘;防雷措施

前言

架空輸電線路的防雷措施應按照輸電線路在電網(wǎng)中的重要程度、線路走廊雷電活動強度、地形地貌及線路結構的不同，來進行差異化配置，并且需要重點加強對重要線路、以及多雷區(qū)和強雷區(qū)內(nèi)桿塔與線路的防雷保護措施。針對新建和運行的重要線路，應綜合根據(jù)實際情況針對性的采取減小地線保護角、改善接地裝置、適當加強絕緣等措施降低線路雷害風險。針對雷害風險較高的桿塔和線段宜采用線路避雷器保護。

1、案例概述

在2019年8月13日13：22：08時間段內(nèi)，某公司轄區(qū)內(nèi)輸電線路江南變110kV南長白T南長西白線179線路零序二段、接地距離二段出現(xiàn)保護動作，開關跳閘并重合成功，故障相B相電流一次值5.035kA，測距為12.38km。同時，江南變110kV南長黃T南長西黃線181線路零序二段保護動作，開關跳閘并重合成成功，故障相ABC相電流一次值0.53kA。經(jīng)過對雷電智能監(jiān)測系統(tǒng)進行查找發(fā)現(xiàn)，南長西黃線路跳閘時線路走廊附近有6個落雷，其中，時間為2018-08-13 13：22：06.006，雷電流幅值為-27.7kA，最近桿塔為110kV南長西黃線#31塔（南長西白線#32同塔）。其次，在線路出現(xiàn)跳閘后聯(lián)系沿線相關護線員，有反映出現(xiàn)跳閘時段當?shù)卮_實為雷雨天氣。

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

現(xiàn)場檢查情況。110kV南長白T南長西白線、南長黃 T南長西黃線跳閘故障發(fā)生后，在當天下午，相關運維人員立即組織對故障進行查找。通過結合變電站保護測距、 以及雷電定位信息，運維人員前往110kV南長西白線#31-#33塔進行檢查，發(fā)現(xiàn)在110kV 南長西白線#32塔B相絕緣子及均壓環(huán)、跳線有明顯的放電痕跡，同塔架設另一側的南長西黃線#31塔BC相絕緣子桿塔側放電痕跡不明顯，導線側未見放電痕跡。經(jīng)判斷該處即為故障點，暫不影響線路正常運行。詳見下圖1：

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

2、線路跳閘故障原因分析

在8月13日13時22分許，#32塔所在區(qū)域天氣情況惡劣。全桿高21米，周邊無高大建筑。不論是塔身還是導地線均明顯高于周邊地勢，線路通道旁有濕地，雷擊閃絡的情況最容易出現(xiàn)在該類地形的桿塔上。對照雷電定位系統(tǒng)，落雷雷電流-27.7kA左右，未超過反擊雷耐雷水平。判斷當雷電擊中110kV南長西白線B相導線時，雷電波沿導線向兩邊行進，當?shù)竭_#32塔時，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。通過南長黃線故障錄波信息，及2013年4月該線路同時跳的情況分析，南長黃線初步判斷為同桿架設線路的零序互感影響導致的跳閘。而且故障時南長黃線A相故障電流略有增幅，對應段母線三相電壓變化不大，零序電流逐步增加。

除此之外，綜合對雷電信息與故障錄波進行分析，經(jīng)查詢福建電網(wǎng)雷電智能監(jiān)測系統(tǒng)，13：22：08前后30秒1公里緩沖半徑內(nèi)110kV南長西白線全線有12個落雷，其中第1個落雷定位位置與測距基本相符，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：

通過對雷擊性質(zhì)進行分析。針對故障測距、雷電定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)、以及現(xiàn)場故障查找情況可以確定此次故障為110kV南長西白線#32遭受雷擊造成線路跳閘，南長黃線判斷為同桿架設線路的零序互感影響導致的跳閘。由于此次雷電流幅值-27.7kA左右，從現(xiàn)場微地形及故障信息判斷，判斷此次跳閘為雷電繞擊110kV南長西白線#32塔B相導線，雷電流超過繞擊雷耐雷水平7.58kA，導致南長西白線線路跳閘。同塔架設的南長西黃線則是因為零序互感影響導致跳閘。

3、整改及反事故措施

根據(jù)《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施（修訂版）》（國家電網(wǎng)生（2012）352號）相關規(guī)定通過以下措施進行改善：

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

結束語

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水平，根據(jù)線路重要程度、線路走廊雷電活動強度、地形地貌及線路結構的不同，進行差異化防雷配置，針對雷害風險較高的桿塔和線段宜采用線路避雷器保護，以保障線路和穩(wěn)定運行。

參考文獻

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