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[摘 要]本文对中山地区两条典型输电线路的雷害进行了总结分析，介绍了波阻式防雷设备的工作机理，通过该防雷设备在中山地区的應用，对比了防雷改造前后的输电线路雷击跳闸数据，证实了波阻式防雷设备在中山地区输电线路应用的有效性。
[关键词] 输电线路；防雷；雷击跳闸
中图分类号：TG377 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0246-02
一、绪论
雷击一直以来是造成输电线路跳闸的主要原因，占输电线路事故危害的60%以上，严重影响了输电线路的供电可靠性[1]。近年来我国恶劣气候增多，输电线路建设加快，使得雷击输电线路事故更加突出。
雷电产生过程具有较大随机性，但雷电发展过程与空间电场分布联系紧密，其落雷点选择与一定范围内的地形地貌、区域设置直接相关。近年来我国在输电线路防雷方面进行了大量的研究，并取得了一定的成果，但目前对复杂气象条件和地形条件下的防雷措施还研究得不够[2]。
为研究波阻式防雷设备对输电线路防雷效果分析，本文选取了广东中山地区1条110kV输电线路及1条220kV输电线路，收集了近几年2条线路的跳闸数据，分析了安装波阻式防雷设备前后的雷击跳闸原因及防雷效果。
二、地区状况及线路情况
2.1中山地区地理气候分析
中山市位于广东省中南部，地处珠江出海口， 市境三面环水，境内主要水道从西北流向东南，经过漫长的气候变化和风雨侵蚀，形成了现在以冲积平原为主，低山丘陵台地错落其间的水乡地形地貌。中山处于北回归线以南，热带北缘，光照充足，热量丰富，气候温暖。太阳辐射角度大，终年气温较高，台风是影响最严重的灾害性天气，据统计，造成损失的台风年均3至7次，损失严重的年平均1.3次。中山特殊的地理气候特征，造成了多恶劣气候，多雷害事故。
2.2中山地区输电线路雷害概况
中山市地处雷电高发区，雷电灾害天气频繁，雷害造成的损失巨大。目前中山地区的500kV线路大多在平原地带，雷击跳闸率很低，发生绕击的可能性不大；220kV及以下主网线路绕击和反击的几率各占约一半。
中山北部地区是以冲积平原为主的水乡地貌，潮湿的水蒸气上升产生剧烈的对流运动，易发生闪电，地面落雷密度大，但是北部地区发生雷击跳闸的次数较少，相反在中山中南部的低山丘陵地区，地闪强度相对较弱，地面落雷密度低，但是线路的雷击跳闸主要就集中在中南部的三个区域：区域1为大涌镇卓旗山与西江交界处，主要线路有500kV桂香甲乙线、110kV涌元甲乙线、涌栏线等；区域2为五桂山区马岭水库周边一带，主要线路有220kV旗卓甲乙线、桂旗甲乙线，110kV旗板甲乙线、环板线、旗桂线等；区域3为三乡站周边山区，主要线路有220kV桂三甲乙线、110kV宝三甲乙线、三谷甲乙线、三坦线、宝坦乙线等。 [3]总体来讲，这三个区域存在两个共同点：（1）地面的落雷密度较大；（2）山地地形。
2.3雷击输电线路危害分析
雷电被联合国列为最严重的十种自然灾害之一。雷电对输电线路系统（线路、杆塔、变电站）的危害，除极强雷电造成的热效应、机械效应将导线击断、变电站设备爆裂等极小概率事件外，主要体现在以下两点：一是导致线路跳闸。雷电过电压引起绝缘子闪络，继电保护装置来不及响应（雷电过电压持续时间短），工频续流沿放电通道继续放电，继电保护装置控制断路器跳闸，正常供电中断； 二是雷电波侵入变电站导致变电站一、二次设备损坏。对输电线路系统而言，只要雷击没有造成线路跳闸和变电站设备损坏，就没有形成雷击危害。[4]
三、线路历史跳闸分析
本文选取中山地区1条110kV输电线路及1条220kV输电线路各一基铁塔数据作为对比分析，分别为110kV旗桂线N28号塔和220kV翠旗乙线N38号塔。选取的线路及铁塔具有典型特征，即不同的塔架结构，单回与多回线路，全线安装避雷线，同时都处于山区且地理环境复杂，如下图所示。
3.1统计线路历史跳闸数据
中山地区从2010年至今，每年雷电数及雷击跳闸总数统计，如下表。
从历史数据分析可知，2010年雷击跳闸次数较多，2011年至2013年雷击跳闸次数相对稳定，2014年跳闸数有明显增长。通过在2014年年末进行了防雷措施改造，统计结果显示防雷改造后至2015年7月数据跳闸次数有明显的减少。
110kV旗桂线N28号塔和220kV翠旗乙线N38号塔，从2010年至2014年7月的跳闸数据，如下表。
3.2线路跳闸分析
本文选取的110kV旗桂线中N28和220kV翠旗乙线N38铁塔造成多次雷击跳闸。雷电定位系统的数据如下表：
表中数据以110kV旗桂线为例，全线经过山区地形，110kV输电线路的抗反击雷电流在40kA—70kA范围内。根据雷电定位系统的数据2011年至2014年最大雷电流幅值不超过42kA，线路部分铁塔的接地电阻为25Ω，因此造成选取线路雷击跳闸的原因主要包括以下几点：（1）铁塔附近的绕击雷，绕击雷形成的过电压远大于同样雷电流幅值反击雷形成的过电压；（2）接地电阻过大；（3）山区地形提供了雷电地闪上行先导形成的良好条件；（4）广东地区恶劣气象条件和多雷的特征。
四、避雷波阻器在中山地区的应用
4.1线路防雷的核心思想
输电线路防雷的核心就是不跳闸，不跳闸的前提就是不产生工频续流，同时能在雷电流到达线路终端变电站前将雷电流安全泄放。
对于110kV及220kV输电线路的防雷，要实现上述两种情况就是要保护绝缘子能够在雷电波冲击中不闪络，不击穿，同时输电线路要有良好的接地条件和泄放通道。
在主网上常规的防雷措施有架设避雷线，安装线路避雷器，降低接地电阻等。降低接地电阻是一切防雷措施的先决条件，是防雷措施和设备工作性能是否能稳定发挥的首要因素。而架设避雷线和安装线路避雷器等方法，则是从雷电能量上着手，通过疏与堵的方式将雷电的能量在屏蔽体上完全泄放。
[关键词] 输电线路；防雷；雷击跳闸
中图分类号：TG377 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0246-02
一、绪论
雷击一直以来是造成输电线路跳闸的主要原因，占输电线路事故危害的60%以上，严重影响了输电线路的供电可靠性[1]。近年来我国恶劣气候增多，输电线路建设加快，使得雷击输电线路事故更加突出。
雷电产生过程具有较大随机性，但雷电发展过程与空间电场分布联系紧密，其落雷点选择与一定范围内的地形地貌、区域设置直接相关。近年来我国在输电线路防雷方面进行了大量的研究，并取得了一定的成果，但目前对复杂气象条件和地形条件下的防雷措施还研究得不够[2]。
为研究波阻式防雷设备对输电线路防雷效果分析，本文选取了广东中山地区1条110kV输电线路及1条220kV输电线路，收集了近几年2条线路的跳闸数据，分析了安装波阻式防雷设备前后的雷击跳闸原因及防雷效果。
二、地区状况及线路情况
2.1中山地区地理气候分析
中山市位于广东省中南部，地处珠江出海口， 市境三面环水，境内主要水道从西北流向东南，经过漫长的气候变化和风雨侵蚀，形成了现在以冲积平原为主，低山丘陵台地错落其间的水乡地形地貌。中山处于北回归线以南，热带北缘，光照充足，热量丰富，气候温暖。太阳辐射角度大，终年气温较高，台风是影响最严重的灾害性天气，据统计，造成损失的台风年均3至7次，损失严重的年平均1.3次。中山特殊的地理气候特征，造成了多恶劣气候，多雷害事故。
2.2中山地区输电线路雷害概况
中山市地处雷电高发区，雷电灾害天气频繁，雷害造成的损失巨大。目前中山地区的500kV线路大多在平原地带，雷击跳闸率很低，发生绕击的可能性不大；220kV及以下主网线路绕击和反击的几率各占约一半。
中山北部地区是以冲积平原为主的水乡地貌，潮湿的水蒸气上升产生剧烈的对流运动，易发生闪电，地面落雷密度大，但是北部地区发生雷击跳闸的次数较少，相反在中山中南部的低山丘陵地区，地闪强度相对较弱，地面落雷密度低，但是线路的雷击跳闸主要就集中在中南部的三个区域：区域1为大涌镇卓旗山与西江交界处，主要线路有500kV桂香甲乙线、110kV涌元甲乙线、涌栏线等；区域2为五桂山区马岭水库周边一带，主要线路有220kV旗卓甲乙线、桂旗甲乙线，110kV旗板甲乙线、环板线、旗桂线等；区域3为三乡站周边山区，主要线路有220kV桂三甲乙线、110kV宝三甲乙线、三谷甲乙线、三坦线、宝坦乙线等。 [3]总体来讲，这三个区域存在两个共同点：（1）地面的落雷密度较大；（2）山地地形。
2.3雷击输电线路危害分析
雷电被联合国列为最严重的十种自然灾害之一。雷电对输电线路系统（线路、杆塔、变电站）的危害，除极强雷电造成的热效应、机械效应将导线击断、变电站设备爆裂等极小概率事件外，主要体现在以下两点：一是导致线路跳闸。雷电过电压引起绝缘子闪络，继电保护装置来不及响应（雷电过电压持续时间短），工频续流沿放电通道继续放电，继电保护装置控制断路器跳闸，正常供电中断； 二是雷电波侵入变电站导致变电站一、二次设备损坏。对输电线路系统而言，只要雷击没有造成线路跳闸和变电站设备损坏，就没有形成雷击危害。[4]
三、线路历史跳闸分析
本文选取中山地区1条110kV输电线路及1条220kV输电线路各一基铁塔数据作为对比分析，分别为110kV旗桂线N28号塔和220kV翠旗乙线N38号塔。选取的线路及铁塔具有典型特征，即不同的塔架结构，单回与多回线路，全线安装避雷线，同时都处于山区且地理环境复杂，如下图所示。
3.1统计线路历史跳闸数据
中山地区从2010年至今，每年雷电数及雷击跳闸总数统计，如下表。
从历史数据分析可知，2010年雷击跳闸次数较多，2011年至2013年雷击跳闸次数相对稳定，2014年跳闸数有明显增长。通过在2014年年末进行了防雷措施改造，统计结果显示防雷改造后至2015年7月数据跳闸次数有明显的减少。
110kV旗桂线N28号塔和220kV翠旗乙线N38号塔，从2010年至2014年7月的跳闸数据，如下表。
3.2线路跳闸分析
本文选取的110kV旗桂线中N28和220kV翠旗乙线N38铁塔造成多次雷击跳闸。雷电定位系统的数据如下表：
表中数据以110kV旗桂线为例，全线经过山区地形，110kV输电线路的抗反击雷电流在40kA—70kA范围内。根据雷电定位系统的数据2011年至2014年最大雷电流幅值不超过42kA，线路部分铁塔的接地电阻为25Ω，因此造成选取线路雷击跳闸的原因主要包括以下几点：（1）铁塔附近的绕击雷，绕击雷形成的过电压远大于同样雷电流幅值反击雷形成的过电压；（2）接地电阻过大；（3）山区地形提供了雷电地闪上行先导形成的良好条件；（4）广东地区恶劣气象条件和多雷的特征。
四、避雷波阻器在中山地区的应用
4.1线路防雷的核心思想
输电线路防雷的核心就是不跳闸，不跳闸的前提就是不产生工频续流，同时能在雷电流到达线路终端变电站前将雷电流安全泄放。
对于110kV及220kV输电线路的防雷，要实现上述两种情况就是要保护绝缘子能够在雷电波冲击中不闪络，不击穿，同时输电线路要有良好的接地条件和泄放通道。
在主网上常规的防雷措施有架设避雷线，安装线路避雷器，降低接地电阻等。降低接地电阻是一切防雷措施的先决条件，是防雷措施和设备工作性能是否能稳定发挥的首要因素。而架设避雷线和安装线路避雷器等方法，则是从雷电能量上着手，通过疏与堵的方式将雷电的能量在屏蔽体上完全泄放。