我國(guó)幅員遼闊且地形復(fù)雜多樣，許多中低壓架空線路不可避免地會(huì)穿越曠野丘陵地帶，受地形與雷電活動(dòng)的影響，雷擊跳閘率一直居高不下。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中低壓架空線路因雷擊造成的跳閘停電事故占整個(gè)配電系統(tǒng)故障的50%～70%，其中又以山區(qū)架空線路的雷害故障更為嚴(yán)重。

35kV架空線路絕緣水平較低，加上山區(qū)地形地貌的影響，其更容易發(fā)生雷擊跳閘事故。雖采用避雷器、架空地線等常見(jiàn)防雷措施可取得較好的防護(hù)效果，但如果對(duì)不同運(yùn)行情況架空線路的雷擊風(fēng)險(xiǎn)缺乏準(zhǔn)確評(píng)估，將導(dǎo)致防雷改造時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)防雷措施的最優(yōu)配置。

為此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者從線路雷擊跳閘率與多源數(shù)據(jù)綜合分析兩方面出發(fā)，對(duì)中低壓架空線路的雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估開(kāi)展了較多研究。但是目前對(duì)中低壓架空線路的雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估以10kV架空線路為主，而針對(duì)山區(qū)35kV架空線路的雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估缺乏系統(tǒng)研究。

為了更加客觀地評(píng)估山區(qū)架空線路的雷擊風(fēng)險(xiǎn)，云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司大理供電局的研究人員朱道俊、張文鋒、李國(guó)彬，在2022年第8期《電氣技術(shù)》上撰文，利用ATP-EMTP對(duì)不同運(yùn)行條件下35kV架空線路的耐雷水平進(jìn)行計(jì)算，基于熵權(quán)和TOPSIS（technique for order preference by similarity to an ideal solution）法建立考慮山區(qū)地形地貌的雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)線路段-桿塔雷擊風(fēng)險(xiǎn)的綜合評(píng)估，分析典型地形下架空線路的防雷薄弱點(diǎn)，并針對(duì)不同地形下的架空線路給出相應(yīng)的防雷改造建議。

圖1 雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程

他們對(duì)大理地區(qū)某實(shí)際35kV架空線路進(jìn)行了評(píng)估應(yīng)用，認(rèn)為對(duì)位于高風(fēng)險(xiǎn)線路段的高風(fēng)險(xiǎn)桿塔需要重點(diǎn)關(guān)注，并提出差異化的防雷改造措施。團(tuán)隊(duì)根據(jù)山區(qū)架空線路的特點(diǎn)，推薦的防雷改造方案如下：

1）位于山脊線路

線路的暴露面積相比平原更大，使線路的引雷寬度變大，從而導(dǎo)致直擊雷跳閘率較大，因此，應(yīng)以防直擊雷為主，建議加裝避雷線。在安裝避雷線后，其繞擊、反擊與感應(yīng)雷耐雷水平分別提升至44.0kA、57.7kA與46.7kA，且受避雷線屏蔽作用，導(dǎo)線受雷電直擊概率將大幅下降，基本不會(huì)發(fā)生雷電繞擊線路跳閘。

2）位于山坡線路

線路的暴露面積受兩側(cè)地形的影響，位于上坡側(cè)的線路，由于地面的引雷作用，使其引雷寬度變小，而位于下坡側(cè)的線路引雷寬度則變大；由于受傾角影響較為嚴(yán)重，因此防雷策略為加強(qiáng)線路整體絕緣水平。在全線路段進(jìn)行絕緣改造后，其繞擊、反擊與感應(yīng)雷耐雷水平分別提升至35.4kA、51.9kA與42.4kA，可見(jiàn)改善絕緣對(duì)提升線路的防直擊雷與防感應(yīng)雷能力均有較好的效果。

3）位于山谷線路

在地面的引雷作用下，線路暴露面積相比平原更小，使線路的引雷寬度變小，即直擊雷的影響較小，主要為感應(yīng)雷，可對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)桿塔安裝避雷器進(jìn)行保護(hù)。在全線路段安裝避雷器后，其繞擊、反擊與感應(yīng)雷耐雷水平分別提升至70.0kA、38.0kA與107.4kA，可見(jiàn)安裝避雷器對(duì)提升線路整體防雷能力有極好的效果，尤其是防感應(yīng)雷效果顯著。

本文編自2022年第8期《電氣技術(shù)》，論文標(biāo)題為“基于熵權(quán)和TOPSIS法的山區(qū)35kV架空線路雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估”，作者為朱道俊、張文鋒 等，本課題得到云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司科技項(xiàng)目的支持。