Q∕GDW 11452-2015 架空输电线路防雷导则.pdf

ICS 29. 240 Q/GD矶7国家电网公司企业标准Q / GDW 11452-2015 架空输电线路防雷导则Guide for lightning protection of overhead transmission lines 2016-07-29发布2016-07-29实施国家电网公司发布Q/GDW 11452-2015 目次. II l 范固2 规范性引用文件.3 术语和定义. 4 雷电监测.35 雷电地闪参数.46 输电线路雷击风险评估.57 输电线路防雷设计. .9附录A(资料性附录)广域雷电地闪监测系统. . .18附录B(资料性附录输电线路雷击辨识与定位系统.20附录c(资料性附录输电线路雷击光学图像监测. .24附录D(资料性附录)雷电地闪参数统计.附录E(资料性附录)地形参数提取. .33附录F(资料性附录线路参数和防雷装置参数表.35附录G(资料性附录输电线路雷击跳阳率相关计算方法. . .38附录H(规范性附录防雷措施选择流程. .43编制说明.45II 目IJ昌为规范和有效开展架空输电线路防雷工作，参照相关标准规范制定本标准。本标准由国家电网公司运维检修部提出并解释。本标准归国家电网公司科技部归口。Q/GDW 11452-2015 本标准起草单位:南瑞集团有限公司、中国电力科学研究院、匡|网电力科学研究院武汉南瑞有限主任公司、北京电力经济技术研究院、国网冀北电力有限公司、国网浙江省电力公司、国网安徽省电力公司、国网湖北省电力公司、国网江西省电力公司。本标准主要起草人:陈维江、王剑、赵淳、沈海槟、边凯、陈家宏、谷山强、时卫东、陈秀娟、姜文东、李雨、张字、程登峰、姚尧、马建国、J马万兴、王海涛、许衡、王佩、雷梦飞、李健、彭波、文IJ玄。本标准为首次发布。标准在执行过程中的意见或建议反馈至国家电网公司科技部。m Q/GDW 11452- 2015 架空输电线路防雷导则1 范围本标准规定了架空输电线路防雷设计原则、防护措施、雷击风险评估方法，以及防雷设计中相关参数的获取方法。本标准适用于交流11OkV 1000kV、直流土400kV士800kV架空输电线路。2 规范性引用文件下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本标准。GB/Z 24842 1000kV特高压交流输变电工程过电压和绝缘配合GBIT 50064-2014 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范GB 50545 1l0kV-750kV架空输电线路设计规范GB 50665 1000kV架空输电线路设计规范GB 50790 士800kV直流架空输电线路设计规范DLIT 815-2012 交流输电线路用复合外套金属氧化物避雷器DLIT 1293 交流架空输电线路绝缘子并联间隙使用导则Q/GDW 1779.2-2013 国家电网公司电力安全工作规范线路部分Q/GDW 11007-2013 士500kV直流输电线路用复合外套带串联间隙金属氧化物避雷器技术规范3 术语和定义3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 下列术语和定义适用于本文件。广域雷电地闪监测wide-area ground flash detection 对雷电地闪发生时间、位置、极性、强度等信息进行实时、大范围测里。地闪ground flash 云体与大地或地面物之间的大气放电现象。雷暴日thunderstorm days 某地区一年中的有雷天数。一天中只要听到二次以上的雷声或看到一次以上的闪电，就为一个雷暴日。地闪密度ground flash density 每平方公里、每年地面落雷次数。雷电流幅值I ightning current ampl itude 雷电流波形峰值的绝对值。雷电流幅值累积概率cumulative probabi I ity of I ightning current ampl itude 在全部雷电地闪中，雷电流!幅值大于某一数值的雷电地肉累积出现的概率，即统计样本中雷电流幅Q/GDW 11452-2015 值大于某一数值的雷电地闪次数占雷电地闪总数的百分比。3.7 少雷区less thunderstorm region 地闪密度不超过0.78次/Ocrn2 a)或平均年雷暴日不超过15d的地怪。3.8 中雷区middle thunderstorm region 地闪密度超过0.78次/Ckrn2 a)但不超过2.78次/Ckm2 a)或平均年雷暴日超过15d但不超过40d的地区。3.9 多雷区more thunderstorm reg ion 地闪密度超过2.78次/Ckm2 a)但不超过7.98次/Ckm2 a)或平均年雷暴日超过40d但不超过90d的地区。3.10 强雷区strong thunderstorm region 地闪密度超过7.98次/Ckm2 a)或平均年雷暴日起过90d的地区。3.11 反击back flashover 币击架空地线或杆塔，雷电流经杆培及其接地装置注入大地，引起塔顶和培身电位升高，当电位升高至轩塔与导线间绝缘间隙绝缘子(串两端电位差大于绝缘冲击放电电压时，引起的绝缘闪络。3.12 绕击shielding fai lure 雷电地闪绕过地线和杆塔的拦截直接击中导线，或者在无架空地线时直接击中导线的雷击现象。3.13 绕击闪络shielding fai lure flashover 雷电绕击导线后，雷电流波沿导线向两侧传播，在绝缘子(串两端，或导线-塔身空气间隙上，形成|幅值较高的过电压，电压大于绝缘冲击放电电压时，引起的绝缘闪络。3.14 雷击跳阐I ightn ing trip-out 雷击交流输电线路引起绝缘闪络后，沿闪络通道建立稳定工频续流电弧造成的断路器开断:雷击直流输电线路引起绝缘闪络后，沿闪络通道建立稳定直流续流电弧造成的故障重启。3.15 耐雷水平I ightning wit hstand ing current 雷击线路时，能引起绝缘闪络的最小雷电流|幅值，单位为kA.包括绕击耐雷水平和反击i耐雷水平。3.16 反击跳阐率trip-out rate by back flashover 每百公里输电线路每年由反击引起的跳闸(重启)次数，单位为次/C 100km a) 。3.17 绕击跳阐率t r ip-out rate by shielding fai lure 每百公里输电线路每年由绕击引起的跳阐(重启次数，单位为次IC100km. a)。3.18 保护角shielding angle 地线对导线的保护角指轩塔处、不考虑风偏，地线对水平面的垂线和地线与导线或分裂导线最外侧子导线连线之间的夹角。2 Q/GDW 11452-2015 4 雷电监测4.1 广域雷电地闪监测l4.1.1 监测l原理广域雷电地闪监测系统由站间距离100km-200阳1的多个雷电地闪探测站、中心站和|应用终端组成。雷电地闪发生时会产生强烈的甚低频/低频电磁波辐射，在广域空间内主要沿地表传播。探测站接收1阳恒的带宽，依据电磁波的波形特征辨识出雷电地问信号，将地问信号强度、极性、入射方向、到达探测站时刻等信息发送至中心站。中心站联合多个探测站的数据解算出雷电地闪发生的时刻、位置，井反演计算出雷电流幅值。监测结果通过应用终端展示。4.1.2 地闪时刻和位置的确定方法雷电地闪发生的时刻和位置可利用定向法、时差法和综合法(定向与时差混合法)确定，广域雷电地闪监测系统采用综合法，监测方法参见附录A.l 。4.1.3 雷电流幅值获取方法雷电流l幅值可通过雷电地闪探测站测量到的雷电地问信号强度，结合传播路径衰i威特性、雷电流11:1数学模型反演计算得出。4.1.4 地闪密度值获取广域雷电地闪监测系统可连续记录雷电地闪信息。根据雷电地问信息统计一定时间和空间范围内发生的雷电地闪次数，即可获取该范围内的地闪密度值。4.1.5 探测站布置原则应覆盖整个电网区域，满足雷电活动实时和长期不间断监测的功能要求。4.1.6 探测站选址原则探测站j在址原则参见附录A.2。4.2 输电线路雷击监测4.2.1 输电线路雷击辨识与定位4.2.1.1 监测原理输电线路雷击辨识与定位系统由分布式监测终端、中心站及应用终端组成。在导线上分布安装的监测终端，直接测量输电线路雷击电流或故牌电流行波，中心站对电流行波进行波形处理与特征分析，实现对雷击故障和雷击位置的辨识，辨识结果通过应用终端展示。4.2.1.2 雷击故障辨识利用监测到的电流行波幅值、波形等特征，结合小波能量谱数学方法辨识是否为雷击故障及雷击闪络形式(绕击、反击。雷击故眸辨识原理参见附录B.l。3 Q/GDW 11452-2015 4.2.1.3 雷击位置辨识根据监测到的电流行波特征，辨识雷击线路部位(杆塔、地线、导线、大地)，利用单端、双端行波定位法确定雷击点。雷击位置辨识原理参见附录B.2。4.2.1.4 应用范围宜在雷击故障多发线路或多营区、强雷区线路安装(安装原则参见附录B.3)，用于积累线路雷击数据，提供实时监测信息，指导故障处置。4.2.2 输电线路雷击光学图像监测4.2.2.1 监测原理雷击时由光学器件触发相机(分辨率一般为1600X 1200像素记录雷击光学图像(典型监测结果参见附录C)。4.2.2.2 雷击位置、形式确定由雷击光学图像确定雷击位置杆塔、地线、导线、大地)和雷击形式(绕击、反击)0 4.2.2.3 应用范围可在多雷区或雷击故障多发线路区段的杆塔上安装，用于雷击数据积累。4.2.3 输电线路雷电流测量4.2.3.1 测量原理雷电流测量传感器安装子杆塔上，雷击杆塔时，数据采集单元被触发，对传感器测得的电流信号进行被形数据高速采集(采样率一般为101任lz)并记录。4.2.3.2 雷电流波形获取记录下的波形数据绘制成连续曲线，即为首电流波形陌值和极性可从雷电流波形得出。4.2.3.3 应用范围可在多雷区或雷击故障多发线路区段的杆塔上安装，用于雷电流参数积累。5 雷电地闪参数5.1 雷电流雷电流是单极性的脉冲波，约90%的雷电流为负极性。可用波头、波长、陡度等参数表征。波头是指雷电流从零上升到11届值的时间。约85%的披头长度在ls5s内，平均约为2.6闷。波长是指雷电流从零到衰减至一半幅值时的持续时间。一般在20s100范围之内，平均约为50间，大于50间的仅占18%-30%。4 陡度是指雷电流随时间上升的变化率。雷电流的平均陡度可按公式()计算:一Ia=-t (1) Q/GDW 11452- 2015 式中:z一一雷电流的平均陡度，单位为千安每微秒(kA/s); I一一雷电流1 1面值，单位为干安(lcA):一一披头，单位为微秒(s)。输电线路雷击瞬态过程计算时可采用雷电流波形为2.6/50间的双斜角波。雷电流幅值分布存在地域差异，一般采用累积概率分布来表征。基于广域雷电地闪监视l数据，可给出雷电流幅值累积概率分布，分布函数见公式。p =a 1 + (1 /)。(2) 式中:P一-1幅值大于I的雷电流概率;I一一雷电流幅值，单位为千安(kA);一一中值电流(超过该幅值的雷电流出现概率为50%)，单位为千安(kA);b 雷电流!幅值分布的集中程度参数。参数、b的统计拟合方法参见附录D.lo雷电流幅值概率分布需要有长期的数据积累。附录D.l还给出了2013年-2014年国家电网公司各省级电力公司的平均雷电流幅值累积概率分布公式中的。、b值。雷电地闪监测数据不完善的地区，可采用标准GBrr50064-2014给出的雷电流幅值累积概率分布公式。一般地区按公式。)计算:陕南 以外的西北地区、内蒙古自治区的部分地区按公式(4)计算。I-nI-M PP bob (3) ( 4 ) 式中:P一一l幅值大于I的雷电流概率:I一一雷电流|幅值，单位为千安(kA)。5.2 地闪密度地闪密度有两种获取方法:a ) 利用广域雷电地闪监测数据，采用阿格统计法可获得线路走廊或区域地闪密度，进而可绘制地闪密度分布图:统计方法参见附录D.2，绘制方法与分级原则参见附录D.3;附录D.2给出了2005年-2014年国家电网公司各省级电力公司地闪密度平均值、线路走廊地闪密度分布实例:附录D.3给出了2013年国家电网公司管辖区域地闪密度分布图:b ) 通过雷暴日换算获得，见公式(5)。Ng=0.023Td1.3 (5) 式中:的一一地闪密度，单位为次每平方公里年(次/(km2a); Td 雷暴日，单位为天(d)。6 输电线路雷击风险评估6.1 雷击风险水平控制参考值输电线路雷击风险水平采用雷击跳闸率表征。5 Q/GDW 11452-2015 各电压等级单囚线路雷击跳闸率折算至地闪密度2.78次I(km2.a)下的控制参考值s见表1Q 1000kV 同塔双回线路的控制参考值S为0.14次IClOOkma)。表1备电压等级单回线路雷击跳阐率控制参考值电压等级控制参考值SkV 次/(lOOkm.a)110 0.525 220 0.315 330 0.2 500 0.14 750 0.1 1000 0.1 士4000.15 土5000.15 土6600.1 士8000.1 线路走廊实际地闪密度不同时，线路实际雷击跳闸率控制参考值S按公式(6)计算。S = SNg /2.78 (6) 武中:jTgav -线路走廊实际平均地闪密度，单位为次每平方公里年(次l(km2.a)。6.2 基础参数获取6.2.1 雷电地闪参数雷电地闪密度与地形、气候相关。通常低纬度较高纬度地区、山区较平原、陆地较海平面地闪密度高。雷电地闪参数应通过广域雷电地闪监测数据获取，统计方法参见附录Dc6.2.2 地形参数地形主要包括山区和平原般分为山谷、山页、爬坡、沿坡和平地5种，如图l所示。地形参数可用地面倾角或多面体儿何参数表征。杆搭地形参数提取方法参见附录E。千乡YJ且山谷山顶爬坡沿坡平地图1地形分类示意图6.2.3 线路参数线路参数表格参见附录F.1，一般包括:a)杆塔参数，包括杆塔编号，杆塔几何尺寸，杆l替中心桩经纬度坐标、海拔高度和l附近土壤电阻6 Q/GDW 11452- 2015 率，接地装置电阻值:b ) 导地线参数，包括导线型号、分裂数及分裂间距，地线型号;c ) 导(地)线绝缘子(串)参数，包括型号、片数、悬挂方式;d ) 档距参数，包括水平档距、雷电气象条件下的导/地线弧垂。6.2.4 防雷装置参数防雷装置参数包括线路避雷器、并联间隙、杆塔避雷针等电气几何参数，安装杆塔编号、相别/极性。防雷装置参数的表格参见附录F.2o6.3 雷击跳闸率计算方法线路雷击跳闸受雷电流幅值、极性，雷电先导入射角，以及雷击线路部位和瞬时工作电压等随机变量的影响，为随机事件。雷击跳闸率计算本质是概率统计，计算时考虑的随机变量越多，计算结果的可信度越高，但计算量也随之增加。考虑计算精度要求和计算盘，计算中可只将将雷电流幅值和雷电先导入射角作为随机变量:考虑，雷电流极性，雷击线路瞬时工作电压和雷击线路部位作为确定量考虑，其中:a) 雷电流极性取负极性;b)雷击线路瞬时工作电压，对交流线路取线路相电压有效值，直流线路取极线工作电压;c)雷击线路部位，反击跳闸率计算中取雷击部位为杆塔顶部，绕击跳闸率计算中取雷击部位在导线绝缘子挂点处。雷击跳闸率可采用区间组合法计算，将雷电流幅值和雷电先导入射角两个随机变量划分为多个区间，然后以典型量代表区间变量，分区闯进行确定性计算，最后将各区间对应的雷击跳闸率按区间出现概率加权求和，获得线路雷击跳闸率。雷击跳闸率区间组合计算公式见公式(7)-公式(2)。(1，幽尸I，lon)/ DI p甲Rr; = O.lhjNgj L: -L:.甲卡Ik=1 n=1 (7) f(卜-+n川川.f1)+J仆(卜-一+础川叫T川)斗怀忡D扎叩ci(儿(i p 2 (350./阳) /DIpl口唱Rj = O.lh;Ngi I I .f1卡(汇l1infr + kDI - DI) -PIm忖+kDI) f( -:, +川川)+ f(-一+nI)D s ;(Imillfi + kDI, -卜川)ip 2 Rj = Rrj + Rj R专Ri-. -ti L (8) ( 9) (0) ./:f.L,R Rr=予_J_ L 飞/1 . ，、R = Rr +Rf (12 ) 公式(7)-公式(12)中:Rr一一第i基杆塔对应水平档距段的绕击跳闸率折算至100km长度)，单位为次每百公里年(次/(100kma) ); i一一第i基轩塔绝缘子串建弧率，可按照GB1T50064-2014第D.1.8条的要求计算:Ngi一一第i基杆培对应水平档距段的所在位置的地闪密度，单位为次每平方公里年(次/(km2.a); 7 Q/GDW 11452-2015 P(1)一一雷电流帽值累积概率分布函数，见5.1节:lmaxi一一第i基杆塔对应水平档距段的最大绕击电流，单位为千安CkA)，可采用电气几何模型计算(参见附录G.1);lminri一一第i基杆塔对应水平档距段的绕击耐雷水平，单位为干安CkA)，宜通过雷电过电压数值仿真计算，建模方法参见附录0.3;M一一雷电流幅值区间划分间阳，单位为千安CkA)，M可根据比较计算确定，宜小于等于1kA;A甲雷电先导入射角区间划分间阳，单位为度c)，!:.哇可根据比较计算确定，宜小于等于1Q f(的一一雷电先导入射角概率密度函数，按照GB厅50064-2014式D.1.5-4的要求计算;Dci(!的一一第i基杆塔对应水平档距段的导线单侧引雷宽度，单位为米(m)，可采用电气儿何模型计算(参见附录0.1);Rf一一第i基杆塔对应水平档距段的反击跳闸率(折算至100km长度)，单位为次每百公里年(次1(100km.a); !minj一一第i基杆塔对应水平档距段的反击耐雷水平，单位为干安(kA)，宜通过雷电过电压数值仿真计算，建模方法参见附录0. 3;Dsi矶的一一第i基杆塔对应水平挡距段的地线单侧引雷宽度，单位为米(m)，可采用电气几何模型计算(参见附录G.1);Ri一一第i基杆塔对应水平档距段的雷击跳闸率(折算至100km长度)，单位为次每百公里年(次1(100kra) ) ; L一一第i基杆塔对应水平档距段长度，单位为米Cm);L一一线路的总长度，单位为米(rn);M一一线路杆塔数量，单位为基:R.r一一线路平均反击跳闸率，单位为次每百公里年(次1(100km.a);R，一一线路平均绕击跳闸率，单位为次每百公里年(次/(100km.a);R一一线路平均雷击跳闸率，单位为次每百公里年(次/(100km.a)。公式(7)和公式(8)中的阳，Ds;(l, P)和Dcll，P)除可采用电气儿何模型计算外，还可采用先导发展模型计算(参见附录0.2)，当杆塔全高大于60m时，直采用先导发展模型计算。当采用先导发展模型计算时，由于模型本身己考虑雷电下行先导入射角，公式(7)和公式(8)中可不必再考虑先导入射角，两式分别简化为公式(13)和公式CI4)。(I刷刷-1时川l/D1f尺飞斗0均;Ng;2艺阶P仇1111】111】M阳ER鸟=斗O.劫均iN叽g;L P(仇1，儿臼mi叫ni咀i公式CI3)和公式CI的是在单回线路横截面中轴线两侧的雷击特性相同的基础上推导得出。对单回线路轩1苔，当地面具有倾角或两侧保护角不同等原因使两侧雷击特性不一致时，应采用公式(7)和公式(8)分别计算两侧的绕击或反击跳闸率，然后代数求和获得计及双侧的绕击或反击跳闸率。对双回线路杆塔，应对每回线路分别进行计算，某一回 的一相导线绕击或反击跳闸率计算采用公式(7)和公式C8)，然后将某一回各相导线计算结果代数求和可获得一回线路的绕击或反击跳闸率。6.4 雷击风险等级划分雷击风险划分标准见表2，其中，S为线路实际雷击跳闸率控制参考值，按公式(6)计算，R;为计算得到的线路某一杆塔对应水平档距段的雷击跳l而率，R为计算得到的线路平均雷击跳闲率。8 R, SxO.5 线路雷击跳问率R SxO.5 7 输电线路防雷设计7.1 防雷措施7.1.1 架空地线表2雷击风险等级划分标准H SxO.5三三RjSxl.OSxO.5运RSxl.OIII Sxl.O:三R，Sx1.5Sxl.ORmm mm mm mm mm 500kV悬垂串单联半700 700 0.85 跑道型并联间隙电极(士2.5%)146 X 17 146X 15 490 570 219 73 0.882 146 X 16 146X 14 490 570 219 73 0.875 220kV悬垂串(间隙短146X 15 146X 13 490 570 219 73 0.867 接2片绝缘子146 X 14 146X 12 490 570 219 73 0.857 146X 13 146X 11 490 570 219 73 0.846 146X 17 146X 15 490 570 146 146 0.882 220kV 耐张串(间隙短146X 16 146X 14 490 570 146 146 0.875 接2片绝缘子)146 X 15 146X 13 490 570 146 146 0.867 220kV耐张串(间隙短146X I4 146X 12 490 570 146 146 0.857 接2片绝缘子)146X 13 146X 11 490 570 146 146 0.846 146 X 10 146X8.5 400 450 146 73 0.850 .l l0kV悬垂串(间隙短146 X9 146X7.5 400 450 146 73 0.833 接1.5片绝缘子)146X8 146X6.5 400 450 146 73 0.813 110kV悬垂串(间隙短146X7 146X6 400 450 73 73 0.857 接1片绝缘于)146X 10 146X 8.5 400 450 146 73 0.850 110kV耐张串(间隙短146X9 146X7.5 400 450 146 73 0.833 接1.5片绝缘子)146 X8 146X6.5 400 450 146 73 0.813 1l0kV耐张串(间隙妞146X7 146X6 400 450 73 73 0.857 接l片绝缘子)7.1.5 杆塔避雷针杆塔避雷针可增强杆塔附近拦截雷电下行先导的作用，对杆塔附近的导线形成屏蔽，降低雷电绕击概率。杆塔避雷针包括竖直安装在杆塔顶部的塔顶避雷针和水平安装在横担边沿的塔头侧针两种。受线路反击耐雷水平限制，对110kV交流线路，不应使用杆塔避雷针220kV及以上交流线路和土400kV及以上直流线路，可将杆塔避雷针作为一种辅助防雷措施。7.1.6 祸合地线稠合地线一般设置在导线下方，增加导线与大地问的稠合作用，减小绝缘子(串上的雷电过电压，并分流雷电流，抑制杆塔塔顶电位升，降低线路反击跳闸率。11 Q/GDW 11452-2015 A向ul 俨 低压侧l包饭AI1J F 绝缘于放电削隙4ar且s平丸n Nl 放电间防队。口歪U 绝给予一口口一高压倒也极a)羊角形状并联间隙b)球拍形状并联fRJ隙A向A向压压剧电极低压似IJ电磁A向AJIJ 放电li酬放也间隙绝给予高压倒电极高压制电极c)二|主跑道形状井联间隙d)开口圆环形状井联间隙图3并联间隙典型结构示意图对220kV及以下交流线路，当降低杆塔接地电ml有困难或经济成本投入过大时，可辅助使用梢合地线措施。加装和;舍地线时应考虑导线被冰、舞动、风偏j(地f地貌等因素对杆培机械载布、间隙绝缘配合及弧垂等ill行校核。7.2 新建输电线路防雷设计7.2.1 防雷设计原则对于新建的输电线路，按照现行标准规范(GB/Z24842、GB/T50064-2014、GB50545、GB50665、GB 50790、DLlT436)的要求执行。般线路强需隘的山区区段和特殊区段(虫11架空转电缆等以及重要线路，应逐塔进行面击风险评估，对高风险杆塔采取防击优化措施。12 Q/GDW 11452-2015 7.2.2 一般线路7.2.2.1 一般规定强雷区的山区线路区段和特殊线路区段(如架空转电缆等应逐塔进行雷击风险评估，对雷击风险等级为I、II的杆塔可保持设计方案不变，对雷击风险等级为III、IV的杆塔(简称雷击高风险杆塔宜吁取防雷优化措施。根据雷击高风险杆塔的绕、反击跳闸率比值krJ选择防雷优化措施，优化措施包括加强线路绝缘、减小保护角、改善接地装置、安装线路避雷器，措施选择流程见附录H。其他线路区段的防雷设计按照GB/T50064-2014、GB50545的要求执行，在多雷区及以上或运维困难的线路区段可安装井联|同隙。7.2.2.2 加强线路绝缘雷击高风险杆塔宜采用加强绝缘措施，220kV及以下同塔双回杆塔可采用不平衡绝缘。在满足风偏和导线对地距离要求的前提下，绝缘子(串)长度增加值见表50表5一般线路雷击高风险杆塔绝缘子(串长度增加值雷击风险等级电压等级回路形式绝缘子(串长度增加比例220kV以上加长10%15%III 单回力11长10%15%220kV及以下同塔双回一回加长15%左右，另一固不变220kV以上加长20%IV 单回加长20%220kV及以下同塔双回一回加长15%左右，另一回不变7.2.2.3 减小保护角雷击高风险杆i苔，绕、反击跳闹率比值f:;主0.8时，保护角宜按表6选取。减小保护角后杆塔上两根地线之间的距离不应超过导线与地线间垂直距离的5倍。表6一般线路雷击高风险杆塔保护角电压等级回路形式保护角kV 。单回主主10110 同塔双(多)回三二5单回1O 220330 同i苔双(多回延。单回主主5500 同培(多)双回三二。7.2.2.4 改善接地装置雷击高风险杆J苔，kf1.2时，应降低接地装置的电阻值，每基杆塔不连地线的工频接地电阻，在13 Q/GDW 11452-2015 雷季干燥条件下不宜太于表7所列数值。直采用增大水平/垂直接地体长度、增加接地体埋设深度的方式降低按地电阳，严禁使用化学降阳剂或含化学成分的接地模块。表7雷击高风险杆塔工频接地电阻设计值Qm 100-500 500-1000 1000-2000 2000 土壤电阻率运100nu l 15 20 25 接地|毡阻Q 7 7.2.2.5 安装线路避雷器下列雷击高风险杆塔宜安装线路避雷器:a) k1 j 注0.8且减小保护角困难的杆塔;b) k扩三三1.2且降阻困难或降阻不经济的杆塔。下列雷击高风险杆塔可安装线路边雷器:a)保护角满足表6要求但切注1.2的杆塔;b)接地电目l满足表7要求但krf运0.8的杆;塔。线路避雷器在杆搭上的安装方式可参考下列要求:a ) 220kV及以下交流单回杆塔宜在三相安装，阿塔双回杆塔可选择雷击跳闸率较高的一回安装;b) 330kV及以上交流线路安装相剔直根据各相雷击跳闸率计算结果确定。7.2.3 重要线路7.2.3.1 一般规定线路应逐塔进行雷击风险评估，对雷击风险等级为I、II的杆塔可保持设计方案不变，对雷击风险等级为III、W的杆塔直采取防雷优化措施，包括加强线路绝缘、减小保护角、改善接地装置、安装线路避雷器，措施选择流程见附录Ho7.2.3.2 加强线路绝缘雷击风险等级为m 和IV的500kV及以下交流线路杆塔，在满足风偏和导线对地距离要求的前提下，绝缘于(串)长度宜分别加长10%15%和20%。7.2.3.3戚小保护角雷击高风险柯:t苔，绕、反击跳闸率比值k1j:注0.8时，保护角宜按表8选取。减小保护角后杆塔上两根地线之间的距离不应超过导线与地线间垂直距离的5倍。表8重要线路雷击高风险杆塔保护角电压等级回路形式保护角kV 。单回主三5110-750 同塔双(多)回三二o单回主三-41000 同塔双(多)国三二-514 电压等级kV 士400士500士660士8007.2.3.4 改善接地装置参照7.2.2.4条执行。7.2.3.5 安装线路避雷器下列雷击高风险杆塔宜安装线路避雷器:a) k，旷注0.8且诫小保护角困难的杆塔:表8(续回路形式单回同培双(多)I豆l一b)f运1.2且降阻困难或降阻不经济的杆塔:c)保护角满足表4要求但kj二三1.2的杆塔;d)接地电阻满足表5要求但klj0.8的杆塔。线路避雷器在杆塔上的安装方式可参考下列要求:Q/GDW 11452-2015 保护角。主三5主三5三三0主主O主主-10a) 220kV及以下交流单回杆塔宜在三相安装，同塔双回杆塔可选择雷击跳闸率较高的一回安装;b ) 330kV及以上交流线路安装相别宜根据各相雷击跳闸率计算结果确定:c)直流线路杆塔宜在正极安装。7.3 运行输电线路防雷改造设计7.3.1 防雷设计原则对于运行的输电线路，若一般线路的雷击跳阳率运行值高于控制值，应逐塔进行雷击风险评估，对时风险杆塔实施防雷改造;重要线路应逐塔进行雷击风险评估，对高风险杆塔实施防雷改造。7.3.2 一般线路7.3.2.1 一般规定折算至地闪密度2.78次/(km2 a)下的线路雷击跳问率运行值，若超出第6.1条表l控制值，应根据线路参数、雷电地闪参数、地形参数、防雷装置参数，逐塔地行雷击风险评估，对雷击风险等级为皿、IVII:J杆塔宜进行防雷改造。改造措施包括改善接地装置，安装线路避雷器、并联间隙和杆塔避雷针，措施选择流程见附录Ho7.3.2.2 改善接地装置雷击高风险杆塔，k，矿、三三1.2时，应降低接地装置的电阻值，每基杆塔不连地线的工频接地电阻，在雷季干燥条件下不宜大于表7所列数值。宜采用增加水平接地体长度、在原接地体周边增设新接地体、15 Q/GDW 11452-2015 引外接地的方式降低接地电阻。7.3.2.3 安装线路避雷器线路避雷器安装的杆塔及方式如下:a)雷击风险等级为W的杆塔宜安装线路避雷器:b)雷击风险等级为III的下列杆塔可安装线路避雷器:I) kf 1.2且一侧档距600m以上的杆塔;2) kf 1.2的im才张转角塔;3 ) kf 1.2、接地电阻满足表7要求、两侧档距均小于600m，可安装塔顶越雷针或塔头侧针:b)塔头侧针安装方式一般为:I)单回线路宜水平安装在边相导线横担上:2)同塔双困线路宜水平安装在中相导线横担上，侧针伸出横担长度应大于2mc7.3.3 重要线路7.3.3.1 一般规定应根据线路参数、雷电地闪参数、地形参数、防雷装置参数，逐塔进行雷击风险评估，对雷击风险等级为III、IV的轩塔宜进行防雷改造。改造措施包括改善接地装置，安装线路避雷器、杆塔避雷针，措施选择流程见附录Hc7.3.3.2 改善接地装置参见7.3.2.2条。7.3.3.3 安装线路避雷器线路避雷器安装的杆塔及方式如下:a)雷击风险等级为D的杆;塔宜安装线路避雷器;b)雷击风险等级为C的下列杆塔宜安装线路避雷器:1) kf 1.2且一侧档距600m以上的杆塔;2 ) k扩1.2的耐张转角塔;3 ) kf 1.2、接地电阻满足表8要求、两侧档距均小于600m，可安装塔顶避雷计或塔头侧针。塔头侧计安装方式参见7.3.2.5条。17 Q/GDW 11452-2015 .1 定位方法A.1.1 定向法附录A(资料性附录)广域雷电地闪监测系统正向法原理见阁A.l，利用正交环(阁A.la )测量市电辐射电磁波的磁场分量，得山南北、东西磁场分量I值，计算出磁场方向角，同时利用电场天线测出电场极性，根据右手螺旋法则，地一-步得出雷IUIU磁波到达天线的入射角(罔A.lb)，自IJ雷电发生的方位角。ji!常定义正北为00，顺时针方向增加至3600。根据两个及以二探测站测斜的方向角，并结合各个站j立的位置坐标，计算出富电发生位置、时间等参数(阁A.lc)。N HNS 97 W S a ) j交耳天线示例b)入射角计算原理c)定向定位原理图A.1定向法定位原理阁A.lb)中.E、S、W、N分别表示东、南、两、北4个方向，A为首电地闪实际位罩，HNs、HWE分圳表示南北向、东问向磁感应强度，表示探测站测得的方向角;问A.lc)中，SI、S2、S3代表3个探测站，1、2 、3分别表示3个探测站测得的方向角.P为雷电地闪定位计算所得位置。A.1.2 时差法时注法是利用分布在不同位置的探测站探测每次市电地闪时产生的电磁波，刀二记录到达时间，每两站之间可得到一个时间差，由此确定一条用于市电地闪应位的双向线，不|司两站组什可得到另一个时间洼及U差双曲线，两条双曲线的交点即为雷屯地闪位贵。三站时差定位存在双解区，利用p站以上时差定位可剔除假解。如图A.2所示，图中A、B、C代表探测站，P为真解，即计算所得雷电地闪位置，P是假解。图A.2时差法定位原理18 Q/GDW 11452-2015 A.1.3 综合法综合法是利用定向法和时差法各自优点进行混合定位。每个探测站同时监测古电辐射电磁波的入射角及到达时间。当仅两个探测站接收到数据时，利用一条时茬双IDI线和两个方位角进行位置计算:当有三个探测站收到数据时，在时差双解区不用方位角剔除假解:当有四个及以上探测站接收到数据时，利用优化时差算法(如最小二乘法等)进行定位计算。广域雷电地闪监测系统采用的是综合法。A.2 探测站选址原则探测站选址应满足下述条件:a)系统基本组网单元由三个探测站组成，站址分布形式宜采用等边三角形分布。平原地区的站址问距应小于150km，其他地区的站址问距应小于100km;b)主ti址分布应能确保主要监测目标被有效覆盖，重点区域应在原有基础上增设1-2个探测站:c)站t四周应平坦开闹。如l存在遮蔽物，贝IJ遮蔽物与探测站净高差H与两者距离L之比应满足L:H 二月0，女11阁A.3所示。在遮蔽物不可避免的情况干，应增设站点数盐，确保主要监测方向遮挡;d)站tll:电磁噪声的感应强度(mV)应小子探测站量和的10%。净高差探测站1 图A.3遮挡物与探测站最小距离示意图19 Q/GDW 11452-2015 附录B(资料性附录)输电线路雷击辨识与定位系统B.1 雷击故障辨识原理B.1.1 雷击与非雷击辨识雷击故障后，由于大地反射波的极性相反，两者叠加后使峰值衰减加快，波尾变短。因此，雷击闪络电流的行波波尾会较小，实测结果一般在20阿 以内。相对于雷击故障，非雷击故障电流行波波尾时间较长，实测均大于20间，典型的雷击电流行波波形如图B.l所示。6000 Itt问堆lL，us 图B.1雷击典型电流行波波形图B.1.2 雷击闪络形式辨识雷击杆塔/地线致绝缘闪络前，雷电流先流过地线，会在输电线路各相上感应出一个与雷电流极性相反的脉冲。|河络后，雷电流流过故障相/极。因此，故障相/极暂态电流波形包含闪络时刻前感应出的反极性脉冲、闪络时刻后的雷电流前行波。绕击导线时故障相暂态电流包括:闪络前流过故隙相的雷电流及闪络后流经故障点杆塔入地的雷电流的反射波，二者极性相同，叠加后不会出现反极性脉冲，如图B.2所示。500 10000 划署提高v ff/ .1000 .2000.0 40 50 60 时间单位:sb)绕击闪络典型电流行波波形时间单位:阳a)反击典型电流行波波形图B.2雷电反击与绕击典型波形图20 Q/GDW 11452-2015 B.2 雷击位置辨识原理B.2.1 雷击线路、雷击大地辨识雷直击于输电线路而未造成|刁络时，雷电流一部分通过杆塔接地装置入地，另一部分通过地线向两侧传播，传播过程中在导线上感应出的雷电流波尾较短，实测值小于15闷。与直击雷相比，雷击大地时导线上感应出的雷电流波头平绥，波尾较长，实测在30f.LS以上，导线上感应出的雷电流典型波形见图8.3a)。B.2.2 雷击地线、雷击杆塔、雷击导线辨识雷电绕击导线肘，被击相行波电流l幅值很大，经实测一般均在500A以上，典型波形见图B.3b);另外两相导线感应出的雷电流行波l幅值较小，且与被击相电流行波极性相反。雷击杆塔或地线时，三相导线感应出I隔值接近、极性相同的电流行波。雷击才干J著时三相导线感应出的电流行波具有单边震荡特征，典型波形见医IB.3c);雷击地线时导线感应出的电流行波具有双边震荡特征，典型波形见图B.3d)。十(