1、概述1.1项目背景黄山电网处于安徽电网未端的皖南山区，山峦起伏、地形剧变、峰高谷深，现有的35-220KV线路长度达650余km、杆塔2022基，约85均分布在山区。线路所经地区为多雷区，黄山地区年均雷暴日达55-70之间。由于黄山电网处于系统未端，主电源线路为两条220KV宁万2895、2896线及110KV陈太484、绩金916线路，黄山市作业国际性的旅游都市，每年政治保电、接待任务繁重，其特殊性对黄山电网的安全运行提出了更高的标准。而地处皖南的黄山电网，线路雷击跳闸是整个电网跳闸的重要原因，经常占到跳闸总数的80-90。且由于线路大多处于高山大岭，降低雷击跳闸率对于日常线路设备的运行维护人员来说将大大降低劳动强度，因此如何有效防止雷击故障的发生，对防雷措施进行综合研究，尽量降低雷击跳闸率，其安全效益是不可用金钱来衡量的。结合山区输电线路的特点，提出了防雷综合措施，其主要由以下三个方面组成：安装线路避雷器、杆塔接地电网改造和安装可控放电避雷针。这些措施将从防止直击雷跳闸、反击雷跳闸两个方面对线路防雷起到综合作用。1.2雷击形势分析1.2.1反击雷击杆、塔顶部或避雷线时，雷电电流流过塔体和接地体，使杆塔电位升高，同时在相导线上产生感应过电压。杆顶电位：Ugd=βI（R_ch L₀h/2.6）其中：Ugd---杆顶电位，KV；β---分流系数，与避雷线根数、电压等级有关，110KV：单避雷线取0.9，双避雷线取0.86；I---雷电流幅值，KV；R_ch---杆塔冲击接地电阻，Ω；L₀---杆塔的单位长度电感，wh/m，自立铁塔取0.5；h---杆塔高度，m。绝缘子串所承受的电压：Uj=I（βR_ch βL₀h/2.6 h_d/2.6）（1-K）其中：h_d---导线悬挂点高度，m；K---避雷线与导线间的耦合系数。如果升高塔体电位和相导线感应过电压合成的电位差超过输电线路绝缘闪络电压值，即U_j＞U₅₀时，导线与杆塔之间就会发生闪络，这种闪络就是反击闪络。因此从防止反击的角度出发，降低杆塔接地电阻Rch、提高耦合系数k、减小分流系数β、加强输电线路绝缘都可以提高输电线路的耐雷水平。1.2.2绕击雷绕过避雷线直接击于导线，称为绕击。根据输电线路的运行经验、现场实测和模拟试验均证明，绕击的形成与以下因素有关：（1）、避雷线对边导线的保护角α。它实际上表示了避雷线对导线的屏蔽作用，当保护角大于20℃时，绕击就会明显增加。因此从减少绕击的观点出发，应尽量减小保护角。（2）、杆塔高度。当杆塔高度h增加时绕击数也会增加。杆塔高度增加，地面对导线的屏蔽效应减弱，绕击区变大。因此从减少绕击的观点出发，应尽量降低杆塔高度。但降低杆塔高度又受线路电压等级、地形地物情况等的限制。（3）、地形对绕击的影响。山区线路的绕击率较平原地区大，说明山区地形避雷线对导线的屏蔽效果差。规程建议以下计算绕击率P_α公式：平原地区：lgP_α=（αh^1/2/86）-3.9山区：lgP_α=（αh^1/2/86）-3.35；其中α---保护角；h---杆塔高度（4）、线路绝缘水平。增加线路绝缘即提高耐雷水平，以减少绕击跳闸率。1.2.3输电线路反击、绕击原因判断序号对照项目反击绕击1雷电流测量电流较大(结合电流路径)电流较小(结合电流路径)2接地电阻大小3闪络基数及相数一基多相或多基多相单基单相或相临两基同相4塔身高度较高较低5地形特点一般，不易绕击山坡及山顶易绕击处6闪络相别耐雷水平低相(如下相)易绕击的相(如上相)2、根据输电线路雷击形式情况的分析，有针对性的采取防雷措施及方案2.1杆塔及避雷线遭受雷击后，线路避雷器能有效防止反击导致线路跳闸的发生，对易遭受的雷击杆塔、相别等情况的分析，在以下曾遭受反击跳闸的线路杆塔上安装了5组金属氧化物避雷器挂网运行。2.2线路避雷器安装统计表线路名称杆塔号安装相别投运时间型号备注陈太484线#29三相2001.3.20YH10CX-95/300苦太911线#17三相2001.6.13YH10CX-95/300万岩922线#22三相2001.6.14YH10CX-95/300岩金918线#77三相2001.12.17HY10WZ-108/281黟祁941线#2三相2002.3.15HY10WZ-108/2812.3降低杆塔接地电阻，能有效降低杆塔或避雷线遭受雷击后的塔顶电位，从而提高线路耐雷水平，防止反击跳闸事故的发生。由于老线路杆塔接地网在建设时使用的材料质量差、截面小和埋设深度不够等原因，接地电阻值长期以来偏大，特别是经历了多年的运行，大部分接地体锈蚀严重，降低了线路的耐雷水平。因此在2002年进行安全性评价的机会，对35-220KV线路杆塔接地网进行行了一次接地电阻测量，并与设计资料进行比较，分析总结进行了244基杆塔接地网进行统一改造。在改造之初，购买了德国GMC公司GEOHMRC土壤电阻率测量仪对土壤电阻率进行了抽测，结合测量结果进行接地线长度、型式的设计、加工，以保证其改造效果。附表一：有架空地线路的线路杆塔的接地电阻土壤电阻率（欧·米）100及以下100以上至500500以上至10001000以上至20002000以上工频接地电阻（欧）1015202530为确保改造质量，适当增加接地线的直径，由原来的φ10增加为φ12，并进行热镀锌处理；对土壤电阻率＞2000欧·米以上的杆塔，在每条放射线上加2-3根接地桩（φ48钢管或∠63X6角铁，长1.5M（热镀锌）），间距大于5M，与接地体紧密焊接，焊接部位做防腐处理；加工焊接时要求接地体之间的连接，应采用双面焊接，焊接长度应为圆钢直径的六倍；焊好后应敲去焊渣，检查焊接质量符合要求。同时，为减少水平接地线之间的屏蔽作用，接地体之间的的间距应根据地形具体情况确定，但不宜小于5m。改造杆塔统计表：线路名称杆塔号改造基数投运时间宁万289527#、31#、130#、139#、160#594年陈太4846#、7#、9#、20#、26#、27#、56#、64#887年苦太91111#、15#、26#、28#、29#、34#、43#、61#、65#、67#、69#、71#、72#、73#、74#、75#、81#、86#、89#、90#、91#2187年苦岩9132#、4#、7#、16#、20#、21#、27#、28#、30#、32#、33#、34#、35#、36#、37#、38#、40#、41#、42#、43#、44#、45#、46#、49#、52#、53#、59#、60#、80#、84#、89#、96#、110#、111#、115#3587年绩金91627#、29#、43#、51#、53#、58#、67#、74#、75#、76#、79#、80#、87#、89#、93#、95#、96#、98#1871年岩金9188#-76#6971年万岩9223#、5#、11#、13#、15#、17#、18#、20#、22#、24#、25#、293、30#、31#、33#、35#、36#、38#、39#、40#、42#、50#、49#2371年万大92313#、14#、15#、16#、17#、18#、20#、21#、23#、24#、26#、27#、28#、29#、33#、35#、36#、37#、39#、40#、41#、42#、43#、45#、48#、49#、61#、64#、65#、66#、68#、70#3371年万黟92639#、41#、48#、54#、56#、58#、65#、70#、81#、97#、116#112000年黟祁94140#、41#、45#、46#、47#、48#、69#、70#、71#、72#、73#、74#122000年阳草93119#12002年岩草91516#、18#、20#、22#、24#、25#、28#72002年合计2442.3可控放电避雷针安装可控放电避雷针有一个相当大的几乎不遭受绕击的保护区域。经公司研究，在110KV苦岩913线路进行可控放电避雷针的试安装。通过近年来安徽省雷电定位系统查巡的雷电活动情况，以及杆塔所处地形、山形、地势，结合杆塔间档距、海拨高度等情况，合理确定待安装杆塔。安装工作中的重点攻关部份就是在确保可控放电避雷针保护范围的前提下，如何在杆塔上固定。我们根据各型杆塔结构，设计了可控放电避雷针的固定支架。设计原则：（1）当针高≤200m时，保护角为65度，相应地面保护半径2.14h；地面高度hx处水平保护半径为2.14（h-hx）；根保护角度的要求，分别对待安装杆塔型式进行计算、设计支架高度。（2）为了保证安装在杆塔顶部的避雷针对杆塔强度、稳定性不造成影响，设计人员充分考虑原塔型塔头结构，创造性的提出对ZM1、ZM2、ZM3、ZM4型塔在塔头中间联板处以原有联板螺栓上的固有螺孔进行支架及可控放电避雷针的固定。而JG2、GJ1、GJ2、GJ3型耐张塔由于塔头结构较大，且未有适合安装支架的联板或螺栓孔，考虑到其角钢规格较大，采用在塔顶角钢上钻孔子连接的方式进行，也不会对原塔身结构、稳定性造成破坏。（3）支架的设计也采用铁塔空间角钢桁架结构（与铁塔自身溶为一体），并要求加工厂以散件型式配套生产，以便于现场运输至高山大岭及施工安装。（4）为保证角钢支架的质量，要求加工厂对所有支架进行热镀锌处理，以延长其使用年限。安装杆塔统计表（苦岩913全线杆塔125基，安装CFG-X₃型可控放电避雷针44组。）塔号塔型呼高(m)海拨(m)安装时间位置备注30#ZM2 926.7587.904年1月高山33#ZM2-314.7598.0高山34#ZM217.7597.7高山有雷击记录37#ZM2-314.7530.1山坡38#ZM2-314.7534.9山坡40#ZM2 623.7530.3山坡42#ZM3 926.7632.8高山46#ZM2-314.7435.5山坡47#ZM2 623.7402.4山坡49#ZM2-314.7357.9山坡50#ZM2-314.7319.4山坡有瓷瓶闪络现象55#ZM4-314.7452.62高山57#ZM3 623.7607.8高山58#GJ3 320.5454.5山坡有雷击记录32#ZM2 320.7565.0高山8#ZM217.748004年12月山坡9#ZM2 623.7575山坡13#ZM217.7533高山14#ZM2 320.7521山坡15#ZM217.7558高山17#ZM2-314.7589高山19#ZM217.7568高山22#ZM317.7558高山25#GJ2-314.5585高山26#ZM2-314.7586高山28#ZM2-314.7578高山35#ZM217.7573.8山坡有雷击记录60#ZM2 623.7586高山62#ZM2-314.7372高山65#ZM217.7363山坡68#ZM2 320.7303高山有雷击记录69#GJ1-314.5250山坡72#ZM217.727704年12月山坡74#ZM317.0277山坡76#ZM217.7303山坡78#ZM2-314.7255山坡85#ZM2 623.7293山坡86#ZM118357山坡87#ZM1-315400山坡88#ZM2-314.7421山坡89#ZM3-314.7436山坡90#JG2-314.5391高山有雷击记录91#ZM3-314.7432高山92#ZM118380山坡