简析特高压直流输电线路雷击特性

摘要：本文从特高压直流输电线路项目发展形状出发，结合案例对特高压直流输电线路事故产生原因、特性以及暴露出的问题进行了统一分析，并针对实际问题展开了讨论，旨在为相关项目管理人员提供有价值的参考建议。

关键词：特高压直流输电线路；雷击特性；特征

一、特高压直流输电线路项目发展现状

对于特高压直流输电项目来说，不仅是电压较高的项目，在实际管理运行结构中，其输送距离以及输送容量也较大，作为重要的电力运输通道，特高压直流输电线路承担了我国西电东输以及北电南送等多项国家重点项目。在实际应用中，特高压直流输电项目呈现出分布范围广的特征，由于地理环境以及社会环境的差异，会有不同的制约因素影响线路的实际运行效率。不仅仅会产生输送端和应用端的冲击，也会严重影响人们生产生活的质量。

二、特高压直流输电线路雷击案例分析

我国网公司在运行特高压直流输电线路时，主要分为四回，分别为特高压直流输电线路1（复龙-奉贤）、特高压直流输电线路2（锦屏-苏州）、特高压直流输电线路3（宜宾-金华）特高压直流输电线路4（哈密-郑州），其中，哈密到金华的特高压直流输电线路是2210千米，距离最长。据不完全统计，在2015年一年，该四条线路出现了15次雷击事故，且其中11次均为雷电绕击问题，但是并没有发生相应的雷电反击故障。

在2015年7月份，哈密到金华的特高压直流输电线路沿途村庄发生了一起较为严重的事故，当地村民反映，强雷雨天气较多，雷电方向为#0108-#0115，出现了较多的小号侧雷，不仅声响较大，且伴有较大风力，由于雷电现场出现了严重的阵雨，检修人员没有进行第一时间的带电检查。在发生事故第二天，对其进行了特殊巡查。

（一）特高压直流输电线路雷击事故原因分析

在对相关问题进行集中分析的过程中，首先对地形数据进行处理，由于地形较为特殊，其异常杆塔位于山头位置，并且存在局部的制高点，导致其发生事故的几率增大，另外，线路部分要跨越山谷，形成较为明显的雷电云，就会出现相应问题。异常杆塔的甬道在使用过程中，并没有异常问题，且整体无障碍，线路没有出现异常的跳闸问题。

另外，对其相关雷击原因进行了集中的排查，对绝缘子进行检查，并没有发现较为明显的油污，也没有鸟害问题。对绝缘子的V串机构和杆塔材质进行检查，没有严重的风偏异常。由于杆塔的位置在山顶，也排除了大型机械作业的可能性，最后，在对雷电定位吻合度进行分析后，在雷电事故附近出现了异常性的负极性落雷，结合相关数据和异常情况分析机制，判断出事故原因为雷点绕击。

（二）特高压直流输电线路雷击特性分析

特高压直流输电线路雷击发生几率中，正极性吸引雷击的几率要远远高于负极性，并且不同雷击事故主要的特性和其极性参数也有较高的关联，由于自然界中的雷电以负极性为主，需要相关研究人员针对实测结果进行全面分析，从而得出相关数据和信息模型。也就是说，负极性雷击发生事故占75%以上，而正极性侧导线在应用中主要的问题是雷击闪络。正是由于正极性侧在实际应用机制中，会产生上行的先导力，相较于负极性侧壁垒，产生了先导竞争拦截雷电先导的现象，这也就大大增加了雷电绕击的概率。

（三）特高压直流输电线路雷击事故暴露的问题

其一，发生雷击问题的区域地形较为特殊，跨越山谷就会互相雷电云、高山区域周围类似于盆地，云层也会出现小型滞留云层，局部制高点会容易受到雷击。

其二，在对特高压直流输电线路雷击问题和事故进行数据分析统计过程中，得出相应的数据结论和相关模型参数，特高压直流输电线路的跳闸问题都集中在正极方面，直击雷击的正极性概率也比较大，数据分析结构和相关运行维度要相贴合。

其三，由于雷击问题发生的区段多集中在山区，不仅山地海拔较高，而且地形较为复杂，在整修和异常问题查询方面存在一定的困难。

（四）特高压直流输电线路输电线路的优化策略

在实际运行机制建立过程中，相关管理人员要结合实际问题进行集中处理和综合管控，提升管理意识的同时，针对相关问题建构系统化统计机制和控制措施。相关项目管理人员在建立优化策略的过程中，要结合线路实际情况，也要着重分析特高压直流输电线路的基本特征，并对防雷措施的适用范围进行综合梳理。

第一，相关项目负责人员要针对特高压直流输电线路的沿途雷电分布特征，建立具有针对性的数据综合分析，才能建构更加系统化的管理维度和控制机制，对具体要求以及具体参数模型进行整合。正是基于特高压直流输电线路分布的问题，会存在远距离输电，因此，需要相关部门结合路径情况以及增设雷电观站的需求，对雷电定位系统进行有效整合，并对雷电定位系统等模型进行分析，主要是对落雷分布情况以及雷电流强度情况进行全面分析。只有深度研究雷击和雷电流强度等参数之间的关系，才能对多雷区的闪络风险进行综合判定，从而建立健全有效的差异化技术模型和运行方案。

第二，要建立健全有效的差异化防雷设计，结合已经运行的项目进行综合分析，并对特高压直流输电线路雷击故障展开有效处理，正是基于负极性雷击问题，要在实际设计机制建立过程中，强化其正极性侧雷设计。因此，在设计机制建立过程中，要建立特高压直流输电线路正极性防雷措施优化，将正极性导线直接布设在上山坡，主要是采取不平衡绝缘适当增加的机制，从根本上提升管理效果和应用价值。

第三，相关技术人员要结合实际问题建立健全管理模型，并安装可控的放电避雷针，正是基于其有提前触发装置，能产生迎面先导的特性结构，就会引发行雷放电补充效果，从而有效形成拦截结构，并且能对雷云电荷进行有效中和，真正实现对象保护。在实际应用模型建立和应用过程中，由于接地电阻的保护，在布置可控放電避雷针管控模型时，得以有效落实和处理。也就是说，正是基于可控放电避雷针对杆塔前后侧档距较小的线路，对相关问题进行了综合分析，结合实际参数模型和管理要求，整体防绕击效果也就能实现的比较客观。除此之外，其造价较低，并且实际安装十分方便。

第四，相关技术人员要结合实际需求有效地降低杆塔接地电阻，并且保证设计模型和合计项目符合设计要求以及具体参数。值得注意的是，在对故障塔位接地电阻进行设计要求处理和反馈的过程中，要对设计最大值进行系统化分析，并对雷电反击事件进行系统化梳理，降低其接地电阻能有效对其耐雷水平和指数规律进行有效处理和划分，并且在保证计划性可控放电避雷针位置有效的基础上，对其雷击模型进行集中处理和综合管理。

第五，技术人员要结合实际问题建构线路避雷器，目前为止，最有效且经济实惠的就是直流避雷器，我国已经有部分±500kV特高压直流输电线路已经在试点应用，且整体防雷效果较为良好，正是基于此，在实际应用模型和建立过程中，实现管理效果和管理维度的有效落实。但是，其安装造价相对较高，程序也较为复杂，制约了项目的推广水平，而在特高压直流输电线路避雷器设计和安装过程中，要结合实时跟踪模型，对相关数据进行有效处理。不仅要对运行情况进行实时跟踪，也要对设备故障进行集中梳理和分析。

结束语：

总而言之，对于特高压直流输电线路雷击问题进行集中梳理和综合分析后，要结合参数要求对其进行集中管控和系统化分析，确保管理维度和管控模型贴合实际需求，不仅要强化人员、机械配置，也要对风险因子和长效机制进行综合应用，确保相关运行机制和管理维度的综合化分析，真正落实动态化±500kV特高压直流输电线路雷击管控措施。

作者简介：

丁红涛（1983.06），男，籍贯：陕西省蒲城县，学历：本科，助理工程师，研究方向：输电线路工程