浅谈引雷塔在的防雷作用及效果分析雍杰

浅谈引雷塔在的防雷作用及效果分析雍杰

雍杰

（佛山供电局佛山528000）

摘要：输电线路遭受雷击跳闸一直是困扰供电安全的一大难题，引雷塔的出现及运用也开始引起人们的广泛关注。为了研究引雷塔在高明地区的防雷作用，通过对近两年来引雷塔避雷针的动作情况、高明地区的地闪密度变化情况以及高明地区近几年的雷击跳闸情况分析，最后发现随着雷电活动强度逐年增加的情况下，而引雷塔所覆盖的范围内，输电线路未出现雷击跳闸情况，对比未建引雷塔的2014年6月以前，输电线路遭受雷击跳闸情况严重。因此可以说明引雷塔在高明地区起到了初步的防雷效果。

关键词：引雷塔；输电线路；防雷作用；地闪密度

0引言

佛山市高明区架空输电线路多处于山地，近年来，线路遭受雷击跳闸情况严重，随着雷电活动逐年增强，现有的防雷措施已不能满足需要，需要找到一种新的效果好的防雷措施，因此引雷塔开始进入我们的视线并开始了对引雷塔的探索和研究。

本文主要通过分析引雷塔相关数据、高明区地闪密度变化情况以及近几年来高明区输电线路跳闸情况来说明引雷塔在高明区输电线路防雷中的效果。

1引雷塔介绍

1.1引雷塔

引雷塔又称避雷针塔或者塔式避雷针，即在强雷电形成之前，通过避雷针将部分雷电流经消雷装置引入大地，消除大部分雷电流，从而减弱雷击或消除雷击。

1.2高明区引雷塔工程

2014年6月20日，“500kV沧江站220kV线路走廊建立引雷塔工程”竣工，作为佛山地区重要的新型防雷措施设计工程，2014年07月正式投运。

该工程于500kV沧江站、220kV后龙站出线走廊建立4基引雷塔，主要位于佛山市高明区明城镇、荷城镇及杨和镇。引雷塔采用YLT-60型角钢塔，可控放电避雷针安装于塔顶用于上行先导触发，雷电流监测系统安装于塔身对直击引雷塔的雷电流波形、幅值、极性、时间及地点等特征参数进行记录，并通过无线传输将数据传输至后台计算机，结合雷电数据管理软件对雷电特征进行分析。

1.3引雷塔作用效果概况

引雷塔建立后高明地区雷电活动虽然呈现增长趋势，4基引雷塔均不同程度的遭受了雷电直击，但引雷塔覆盖区范围内的输电线路均未有遭受雷击跳闸故障的记录。引雷塔的建立基本上达到预期目的，对区域输电线路的雷电防护有较明显的效果。

2高明区雷电活动特征分析

根据雷电定位系统，2010年至2015年佛山地区雷电活动和地闪密度分布分析，佛山地区雷电活动在全国处于较高水平，除高明区2011年年平均地闪密度小于7.98次/平方公里•年外，均大于7.98次/平方公里•年，佛山地区为强雷区。近6年多来，高明地区雷电活动呈现逐年增长的趋势，地闪密度均大于7.98次/平方公里•年，2014年雷电活动更强烈，从而使得高明地区的输电线路雷电防护工作也日益增加。

3高明区近年来输电线路跳闸分析

3.1引雷塔覆盖范围内雷击跳闸概况

引雷塔覆盖范围内，输电线路密集，主要分布在佛山市高明区明城镇、荷城镇及杨和镇。通过统计发现：高明地区2010年以来110kV及上电压等级线路年均雷击跳闸次数占高明区输电线路总跳闸比例为64%。引雷塔建设投运之前，引雷塔覆盖范围内2010~2015年间共发生16次雷击跳闸事件，雷击跳闸情况如下表1所示。

引雷塔覆盖范围内2014年雷击跳闸故障为1次，即2014年06月21日110kV后鹅联乙线#29塔遭受雷击引起跳闸。引雷塔为2014年07月投产运行，引雷塔建立投运后至今，覆盖范围内只出现1次跳闸情况，即2015年08月15日110kV后高联线#14塔遭受雷击引起跳闸。

数据显示：龙尾村观测站2015年至2016年录得5次雷电流波形。回击次数一般为1~2次。泰康山观测站2015年至2016年录得4次雷电流波形，较大一次雷电流幅值为60kA，为正极性雷。皂幕山观测站2015年至2016年录得6次雷电波形。一般回击次数为1次。荷村水库观测站录得4次雷电流，其中第二次监测数据有九次回击次数。

4引雷塔运行效果小结

引雷塔建立投运后，各基引雷塔均运行正常，其中3个观测站有雷电记录。虽由于后期数据系统传输调试，未记录到全部引雷次数，但也可以证明引雷塔确实起到了一定的引雷作用，实现了对区域雷电活动分布的影响。

引雷塔主要实现对雷电流幅值处于20~45kA范围内的雷电吸引。通过各观测站记录的数据可以看出，处于雷电活动通道前端的引雷塔，主要是A4荷村观测站，A3皂幕山观测站遭受雷击次数较多，雷电活动通道后端的引雷塔遭受雷击的次数逐渐减少。初步验证了本工程的“沿通道直线间隔布置，三角网联合防护”的防雷设计思路，实现了雷电活动通道内雷电受引雷塔吸引，逐基引雷的目的。

4个站点都监测到雷电流数据，回击次数一般1次～2次，雷电流幅值在35kA以下14次，35kA-70kA范围内4次，大于70kA的0次，可以做到提前引雷，保护110kV及以上输电线路。

5引雷塔引雷技术后续完善建议

根据雷电活动通道分析，于通道内地势较高的山顶上迎着雷云移动方向设置引雷塔4座，每座塔顶装设可控避雷针，并采用接地模块使其接地电阻值降低到10Ω左右，使雷云电荷的能量经塔身释放于大地。

根据引雷塔布置情况，结合数据分析及现场情况对4基引雷塔的运行及后续完善提出建议：1、数据收集工作。检验引雷塔效能的核心问题：一是所安装的雷电监测系统记录数据情况；二是附近保护范围内输电线路跳闸次数情况。根据目前的运行情况，4基引雷塔监测系统数据记录时段还较短，需要进一步积累观测数据。2、数据分析及理论研究。获取引雷塔遭遇雷击等第一手资料后，进一步分析引雷塔防护半径原理及防护效果特性。3、单基引雷塔的防护范围及4座引雷塔形成的带状及三角网状防护区域。但引雷塔分布间距及杆塔本体的结构对引雷效果的影响有待进一步深入研究。4、引雷塔可靠性研究。由于引雷塔携带有雷电监测设备，引雷塔本体及监测设备的雷电防护及可靠性研究有待进一步论证。引雷塔对于局部区域的雷电吸引及电场屏蔽技术，避雷区的划定以及与输电线路路径配合要求等，都应有具体的监测数据和判定条件来验证。

参考文献：

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[2]苏北海．防雷技术探讨高压架空输电线路[J]．湖南水利水电，2010，（2）.

[3]朱峻立，陈敏伟，刘青．线路的雷击分析及其防护措施[J]．湖州师范学院学报，2009，（2）．