山區(qū)電力線路雷擊跳閘的現(xiàn)場(chǎng)復(fù)盤(pán)

貴州山區(qū)的輸電線路多沿山脊走線，區(qū)域內(nèi)年平均雷暴日數(shù)較高，電力鐵塔長(zhǎng)期暴露在開(kāi)闊的高地環(huán)境中，遭遇雷電繞擊的概率顯著高于平原區(qū)域。2024年入夏以來(lái)，某110kV輸電走廊內(nèi)的3基電力鐵塔先后發(fā)生3次單相接地跳閘，重合閘成功率僅為67%，故障點(diǎn)全部集中在山坡朝向積雨云移動(dòng)方向的鐵塔上相導(dǎo)線側(cè)?，F(xiàn)場(chǎng)巡檢人員查看故障指示器動(dòng)作記錄后，第一時(shí)間聯(lián)系四川雷訊防雷技術(shù)有限公司的技術(shù)團(tuán)隊(duì)趕赴現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)故障區(qū)段開(kāi)展全流程排查。

到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，技術(shù)人員對(duì)3基故障電力鐵塔的塔身銹蝕情況、絕緣子串表面閃絡(luò)痕跡、架空地線與導(dǎo)線的布置間距進(jìn)行逐一核對(duì)，發(fā)現(xiàn)部分區(qū)段的架空地線保護(hù)角達(dá)到28度，遠(yuǎn)超山區(qū)輸電線路防雷設(shè)計(jì)推薦的15度以內(nèi)限值，且沿線土壤電阻率測(cè)試值顯示，山脊段塔位的土壤電阻率普遍超過(guò)800Ω·m，遠(yuǎn)高于線路設(shè)計(jì)階段的勘測(cè)取值。

多維度排查方案的設(shè)計(jì)邏輯

針對(duì)這類山區(qū)電力鐵塔的繞擊跳閘問(wèn)題，技術(shù)團(tuán)隊(duì)沒(méi)有直接套用常規(guī)改造方案，而是先搭建分層排查的檢驗(yàn)框架。第一步調(diào)取該線路近三年的雷電定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)，核對(duì)每次跳閘時(shí)刻的落雷電流幅值、雷電流極性、落雷點(diǎn)與對(duì)應(yīng)電力鐵塔的直線距離，區(qū)分反擊與繞擊故障的特征差異。第二步開(kāi)展逐塔接地電阻測(cè)試，對(duì)每基鐵塔的接地引下線導(dǎo)通性、接地體埋深、周邊接地體的銹蝕程度進(jìn)行全量檢測(cè)，梳理出接地電阻不達(dá)標(biāo)的塔位清單。第三步結(jié)合當(dāng)dilei暴日分布規(guī)律，建立線路區(qū)段的繞擊跳閘風(fēng)險(xiǎn)矩陣，按風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)排序確定改造優(yōu)先級(jí)。

整個(gè)方案設(shè)計(jì)階段，技術(shù)團(tuán)隊(duì)同步核對(duì)了原線路的防雷設(shè)計(jì)圖紙，確認(rèn)部分早期建成的電力鐵塔未配置線路側(cè)金屬氧化物避雷器，絕緣子串的雷電沖擊耐受水平也未針對(duì)山區(qū)高雷害環(huán)境做強(qiáng)化調(diào)整，這些歷史遺留設(shè)計(jì)短板放大了繞擊故障的發(fā)生概率。

實(shí)地查驗(yàn)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)核驗(yàn)

現(xiàn)場(chǎng)查驗(yàn)環(huán)節(jié)，技術(shù)人員針對(duì)每基電力鐵塔的關(guān)鍵參數(shù)開(kāi)展實(shí)測(cè)：使用土壤電阻率測(cè)試儀在塔基周邊3個(gè)不同方位、0.8米深度處采集土壤電阻值，換算得到工頻接地電阻的實(shí)測(cè)值；經(jīng)緯儀測(cè)量架空地線與邊導(dǎo)線的垂直、水平投影間距，反向核算每個(gè)塔位的實(shí)際保護(hù)角；登塔檢查絕緣子串的鋼腳、玻璃絕緣子表面的擊穿斑點(diǎn)，通過(guò)閃絡(luò)路徑判斷雷電先導(dǎo)的侵入方向。

查驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，3基故障電力鐵塔的接地電阻實(shí)測(cè)值分別為62Ω、78Ω、91Ω，全部遠(yuǎn)超規(guī)范要求的10Ω限值；對(duì)應(yīng)塔位的架空地線保護(hù)角分別為26度、29度、27度，邊導(dǎo)線處于架空地線的有效保護(hù)范圍之外。更關(guān)鍵的是，故障點(diǎn)的絕緣子閃絡(luò)痕跡出現(xiàn)在靠近山體外側(cè)的導(dǎo)線串上，而非塔頂與地線連接的絕緣子部位，排除了塔頂雷擊后雷電流沿塔身入地產(chǎn)生反擊的可能性，鎖定故障性質(zhì)為雷電繞擊導(dǎo)線。

跳閘根本原因的驗(yàn)證推導(dǎo)

結(jié)合雷電定位數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)參數(shù)與絕緣子閃絡(luò)特征交叉驗(yàn)證，本次連續(xù)跳閘的核心成因可分為三個(gè)層面：一是山脊段電力鐵塔的架空地線保護(hù)角偏大，雷電先導(dǎo)繞過(guò)架空地線直接擊中邊相導(dǎo)線，雷電流在導(dǎo)線側(cè)產(chǎn)生的過(guò)電壓超過(guò)絕緣子串的雷電沖擊耐壓水平，引發(fā)絕緣子擊穿閃絡(luò)；二是塔位周邊土壤電阻率偏高，原接地網(wǎng)散流能力不足，雷電擊中桿塔頂部，雷電流入地的阻抗過(guò)大，也會(huì)大幅抬升塔頂電位，增大反擊跳閘的疊加風(fēng)險(xiǎn)；三是線路未配置針對(duì)性的防雷輔助裝置，遭遇繞擊過(guò)電壓時(shí)沒(méi)有有效的泄流通道抑制絕緣子閃絡(luò)。

技術(shù)團(tuán)隊(duì)將上述驗(yàn)證線路運(yùn)維部門(mén)的歷史跳閘記錄做比對(duì)，發(fā)現(xiàn)該線路近五年的雷害跳閘全部集中在保護(hù)角超過(guò)25度、接地電阻超過(guò)50Ω的電力鐵塔區(qū)段，與本次現(xiàn)場(chǎng)排查得到的完全吻合，確認(rèn)了跳閘原因判斷的準(zhǔn)確性。

針對(duì)性降損改造的實(shí)施路徑

結(jié)合排查得到的原因，技術(shù)團(tuán)隊(duì)為該段電力鐵塔制定分層改造方案：對(duì)保護(hù)角超過(guò)20度的塔位，通過(guò)調(diào)整架空地線支架傾角、局部升高地線支架高度的方式，將邊導(dǎo)線對(duì)應(yīng)的保護(hù)角壓縮至15度以內(nèi)，從空間幾何上縮小繞擊暴露范圍；對(duì)土壤電阻率偏高的塔位，采用外延水平接地體、降阻劑改性土壤的方式，將工頻接地電阻降至10Ω以下，提升塔身的雷電流散流能力；對(duì)繞擊高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段的電力鐵塔，在每相導(dǎo)線側(cè)安裝線路型金屬氧化物避雷器，為侵入的雷電過(guò)電壓提供可控泄流通道，降低絕緣子閃絡(luò)概率。

改造完成后，技術(shù)團(tuán)隊(duì)跟蹤該線路連續(xù)兩個(gè)雷雨季的跳閘記錄，此前故障區(qū)段的電力鐵塔未再發(fā)生繞擊類雷擊跳閘，線路整體的雷擊跳閘率較改造前下降約六成。四川雷訊防雷技術(shù)有限公司的技術(shù)團(tuán)隊(duì)可針對(duì)全國(guó)范圍內(nèi)不同地形、不同電壓等級(jí)的輸電線路，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)定制電力鐵塔防雷改造方案，從根源上降低線路的雷擊跳閘風(fēng)險(xiǎn)，減少因故障停電帶來(lái)的運(yùn)維損失與供電影響。

四川雷訊防雷技術(shù)有限公司，是專門(mén)從事防雷工程的設(shè)計(jì)、施工、防雷裝置檢測(cè)及產(chǎn)品的研制、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)的技術(shù)企業(yè)。公司總部位于天府之國(guó)成都。

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