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摘 要：输电线路承担着电力输送的任务，是电力系统的的重要俎成部分。然而，输电线路长度长，运行环境复杂，通常需穿越各种地形，包括雷电频繁区域，容易遭受雷击发生停电事故，影响电网可靠性。输电线路遭受雷击是电网停电事故的主要原因之一，研究输电线路雷击对电网可靠性的影响，对减少输电线路雷击事故具有重要意义。本文介绍了雷电参数及耐雷性能指标，对雷击跳闸率的计算方法及其考核进行了分析。
关键词：雷击；可靠性；耐雷性能；防雷
雷击是导致电网停电事故的主要因素之一，输电线路分布广，网架结构复杂，绝缘水平较低，在雷暴天气容易遭受雷击，导致电力中断，降低电网的可靠性。通过总结历年发生的雷害事故，发现雷击事故具有一定的可防御性，本文分析了雷电参数及耐雷性能指标，指出雷暴天气下电力设备的可靠性参数与雷暴特征参数具有一定关系，并给出了雷击跳闸率的计算方法，对研究雷暴天气下输电线路的可靠性以及增强电网抗雷击能力具有实际参考价值。
1 雷电参数及耐雷性能指标
1.1雷电活动频度
一个地区雷电活动的强弱可以通过长时间统计雷电在该地区的活动频度进行评估，包括雷暴日、雷暴小时。雷暴日指一年内有雷电的天数。雷暴小时指一年内雷电放电的小时数。一般认为，雷暴日小于15天的属于少雷区，大于40天的属于多雷区。
1.2 地面落雷密度γ
雷电包括雷云之间放电以及雷云对地放电，其中雷云对地放电是引起雷害的主要原因之一。地面落雷密度γ是指每平方公里在一个雷暴日内，地面遭受到的平均雷击次数。
1.3雷电流幅值I
雷电流幅值I是指当雷击后，所流过雷击点电流的大小，反应雷电强度。
1.4 雷击跳闸率n
雷击跳闸率n是反应雷击跳闸的概率。雷电流幅值大于线路耐雷水平时会发生冲击闪络，但断路器不一定跳闸，如果闪络发展为电弧，保护动作跳闸。建弧率η是指雷击发展为工频电弧的概率，其计算公式为：
建弧率η=（4.5E0.75-14）×10-2
其中，E指的是绝缘子串平均工作电压梯度。
其中，U为线路额定电压；L1为绝缘子串长度；L2为线路线间距离。
1.5 耐雷水平
耐雷水平指线路不发生闪络的最大雷电流幅值。各电压等级线路应有的耐雷水平如下表所示。
2 输电线路雷击跳闸率
输电线路所遭受的雷害主要来自于绕击线路、雷击塔顶以及雷击避雷线这三种，雷击塔顶以及雷击避雷线又导致线路反击跳闸。一般情况下，杆塔档距中部的避雷线遭受雷击很少导致跳闸，线路反击跳闸主要是塔顶或杆塔周围的避雷线遭受雷击后，雷电流经杆塔入地，引起塔顶电位过高，绝缘子发生闪络并发展为工频电弧导致跳闸。因此，雷击跳闸率n等于反击跳闸率n1与绕击跳闸率n2之和。
反击跳闸率n1计算公式如下式所示。
n1=N（1-Pα）g·P·η
其中，N指的是年落雷次数；Pα指的是绕击率；g指的是击杆率；P指的是雷电流大于耐雷水平概率；η指的是建弧率。
绕击跳闸率n2计算公式如下式所示。
n2=0.28（b+4h）Pα·P2·η
其中，b指避雷线之间的宽度；h指避雷线对地平均高度；P2指雷电流大于绕击线路耐雷水平的概率。
则雷击跳闸率n的计算公式为：
n=n1+n2=0.28（b+4h）η（gP1+PαP2）
雷电活动情况复杂，在不同时期、不同区域均有较大差异。若某一区域相对于往年雷击跳闸率有所升高，其原因包括雷电活动增强、防雷措施不足等。将雷击跳闸率纳入考核，增强雷电监测水平，掌握充分的技术数据，对明确雷击跳闸率升高的原因以及采取防雷措施具有重要意义。雷击跳闸率考核应考虑多项因素，基于历年大量雷电监测数据，统计出区域雷电分布，得出线路落雷密度，对线路走廊落雷频度和落雷强度进行等级划分，评估出线路雷害风险，最终分区域制定出雷击跳闸率的考核指标。对雷击跳闸率的考核，最终目的还是为了增強输电线路的可靠性，检查输电线路防雷措施的效果。
3 总结
输电线路雷击跳闸率与雷电天气情况以及线路防雷性能相关，在对区域雷击情况以及线路雷害风险准确评估的基础上，落实对雷击跳闸率的考核，才能检验并进一步改善输电线路防雷措施的效果。目前，雷电监测技术并不完善，统计数据与实际情况具有一定误差。提高雷电监测技术，加强基础数据收集，改进数据统计分析的方法，是需要进一步改善的工作。
参考文献：
[1] 赵淳，陈家宏，王剑等.电网雷害风险评估技术研究[J].高电压技术，2011，37（12）：3012-3021.
[2] 彭向阳，钱冠军，李鑫等.架空输电线路跳闸故障智能诊断[J].高电压技术，2012，38（8）：1965-1972.
[3] 李书勇，郭琦，崔柳等.特高压直流输电线路雷击暂态过程与行波保护响应特性分析[J].电网技术，2015，39（10）：2830-2835.
[4] 梁志大.浅谈输电线路综合防雷优化设计[J].广东科技，2012，21（17）：32-33.
[5] 常仁存.浅析输电线路防雷设计[J].企业改革与管理，2014，（12）：140-140.
关键词：雷击；可靠性；耐雷性能；防雷
雷击是导致电网停电事故的主要因素之一，输电线路分布广，网架结构复杂，绝缘水平较低，在雷暴天气容易遭受雷击，导致电力中断，降低电网的可靠性。通过总结历年发生的雷害事故，发现雷击事故具有一定的可防御性，本文分析了雷电参数及耐雷性能指标，指出雷暴天气下电力设备的可靠性参数与雷暴特征参数具有一定关系，并给出了雷击跳闸率的计算方法，对研究雷暴天气下输电线路的可靠性以及增强电网抗雷击能力具有实际参考价值。
1 雷电参数及耐雷性能指标
1.1雷电活动频度
一个地区雷电活动的强弱可以通过长时间统计雷电在该地区的活动频度进行评估，包括雷暴日、雷暴小时。雷暴日指一年内有雷电的天数。雷暴小时指一年内雷电放电的小时数。一般认为，雷暴日小于15天的属于少雷区，大于40天的属于多雷区。
1.2 地面落雷密度γ
雷电包括雷云之间放电以及雷云对地放电，其中雷云对地放电是引起雷害的主要原因之一。地面落雷密度γ是指每平方公里在一个雷暴日内，地面遭受到的平均雷击次数。
1.3雷电流幅值I
雷电流幅值I是指当雷击后，所流过雷击点电流的大小，反应雷电强度。
1.4 雷击跳闸率n
雷击跳闸率n是反应雷击跳闸的概率。雷电流幅值大于线路耐雷水平时会发生冲击闪络，但断路器不一定跳闸，如果闪络发展为电弧，保护动作跳闸。建弧率η是指雷击发展为工频电弧的概率，其计算公式为：
建弧率η=（4.5E0.75-14）×10-2
其中，E指的是绝缘子串平均工作电压梯度。
其中，U为线路额定电压；L1为绝缘子串长度；L2为线路线间距离。
1.5 耐雷水平
耐雷水平指线路不发生闪络的最大雷电流幅值。各电压等级线路应有的耐雷水平如下表所示。
2 输电线路雷击跳闸率
输电线路所遭受的雷害主要来自于绕击线路、雷击塔顶以及雷击避雷线这三种，雷击塔顶以及雷击避雷线又导致线路反击跳闸。一般情况下，杆塔档距中部的避雷线遭受雷击很少导致跳闸，线路反击跳闸主要是塔顶或杆塔周围的避雷线遭受雷击后，雷电流经杆塔入地，引起塔顶电位过高，绝缘子发生闪络并发展为工频电弧导致跳闸。因此，雷击跳闸率n等于反击跳闸率n1与绕击跳闸率n2之和。
反击跳闸率n1计算公式如下式所示。
n1=N（1-Pα）g·P·η
其中，N指的是年落雷次数；Pα指的是绕击率；g指的是击杆率；P指的是雷电流大于耐雷水平概率；η指的是建弧率。
绕击跳闸率n2计算公式如下式所示。
n2=0.28（b+4h）Pα·P2·η
其中，b指避雷线之间的宽度；h指避雷线对地平均高度；P2指雷电流大于绕击线路耐雷水平的概率。
则雷击跳闸率n的计算公式为：
n=n1+n2=0.28（b+4h）η（gP1+PαP2）
雷电活动情况复杂，在不同时期、不同区域均有较大差异。若某一区域相对于往年雷击跳闸率有所升高，其原因包括雷电活动增强、防雷措施不足等。将雷击跳闸率纳入考核，增强雷电监测水平，掌握充分的技术数据，对明确雷击跳闸率升高的原因以及采取防雷措施具有重要意义。雷击跳闸率考核应考虑多项因素，基于历年大量雷电监测数据，统计出区域雷电分布，得出线路落雷密度，对线路走廊落雷频度和落雷强度进行等级划分，评估出线路雷害风险，最终分区域制定出雷击跳闸率的考核指标。对雷击跳闸率的考核，最终目的还是为了增強输电线路的可靠性，检查输电线路防雷措施的效果。
3 总结
输电线路雷击跳闸率与雷电天气情况以及线路防雷性能相关，在对区域雷击情况以及线路雷害风险准确评估的基础上，落实对雷击跳闸率的考核，才能检验并进一步改善输电线路防雷措施的效果。目前，雷电监测技术并不完善，统计数据与实际情况具有一定误差。提高雷电监测技术，加强基础数据收集，改进数据统计分析的方法，是需要进一步改善的工作。
参考文献：
[1] 赵淳，陈家宏，王剑等.电网雷害风险评估技术研究[J].高电压技术，2011，37（12）：3012-3021.
[2] 彭向阳，钱冠军，李鑫等.架空输电线路跳闸故障智能诊断[J].高电压技术，2012，38（8）：1965-1972.
[3] 李书勇，郭琦，崔柳等.特高压直流输电线路雷击暂态过程与行波保护响应特性分析[J].电网技术，2015，39（10）：2830-2835.
[4] 梁志大.浅谈输电线路综合防雷优化设计[J].广东科技，2012，21（17）：32-33.
[5] 常仁存.浅析输电线路防雷设计[J].企业改革与管理，2014，（12）：140-140.