以雷電日和落雷密度為參數的輸電線路雷擊跳閘

　摘要：傳統輸電線路雷擊跳閘率的計算是以氣象部門統計的雷電日作為關聯參數的，文章對采用“氣象雷電日”進行輸電線路雷擊跳閘率計算存在的缺點進行了分析，並提出以“落雷密度”作為新的輸電線路雷擊跳閘率的計算方法，並以具體實例進行了計算和分析。
　　0、引言
　　輸電線路雷擊跳閘率是衡量輸電線路防雷性能優劣的主要指標，目前所應用的輸電線路雷擊跳閘率的定義[1]是：雷電活動強度折算為40個雷電日和線路長度折算為100km的條件下，每年因雷擊引起的線路跳閘次數，其單位是“次/百千米·年·雷電日”。
　　本文通過對“雷電日”的意義、“雷電日”統計的準確性及雷擊跳閘率計算公式存在缺點的分析，提出了計算輸電線路雷擊跳閘率的一個新的方法。
　　一、傳統輸電線路雷擊跳閘率算法及其缺點
　　目前輸電線路雷擊跳閘率中雷電日的數據是由氣象部門提供，而氣象雷電日的統計是靠分布各地的氣象站，以人工方式進行監聽和記錄的。如浙江的雷電日是由分布全省的68個氣象監測站，通過人工方式進行落雷情況的監聽、記錄，其缺點顯而易見：靠人的聽覺，漏聽、錯聽的可能性很大。輸電線路雷擊跳閘與線路所處地域的落雷情況密切相關，以氣象雷電日作為某一地區輸電線路雷擊跳閘率的關聯參數顯得“以偏概全”，並不能全麵反映此區域落雷的數量、密度和強度等情況。
　　二、新的輸電線路雷擊跳閘率算法的提出
　　在目前電力係統廣泛采用雷擊定位信息係統進行雷電參數監測的前提下，某一地區落雷的數量、強度和密度已能實現自動、準確的統計，傳統的送電線路雷擊跳閘率計算方法已顯得不太科學了。因此本文提出的以“雷電密度”代替“雷電日”進行輸電線路雷擊跳閘率的計算應更為合理。
　　三、兩種雷擊跳閘率算法實際計算結果的比較：
　　以“雷電日”為參數和以“落雷密度”為參數計算所得的線路雷擊跳閘率結果有所不同，可以從以下實例看其中的差別：
　　1、2004年浙江省與周邊各省份的雷擊跳閘率
　　浙江省是雷電活動頻繁的省份，電力係統受雷害較為嚴重。2004年110kV以上輸電線路因雷擊跳閘的共有242次，其中110kV線路有 170次，220kV線路61次，500kV線路11次。氣象部門統計2004年浙江省雷電日為53天，依據氣象雷電日計算的雷擊跳閘率分別為1.30、 0.572和0.277(次/百公裏·40雷電日)。與周邊省份的線路雷擊跳閘率相比較(詳見表1)，數值由大到小排序分別為：
　　(1)110kV線路：浙江(1.30)，福建(0.648)，廣東(0.491)，江蘇(0.289);
　　(2)220kV線路：福建(0.870)，浙江(0.572)，廣東(0.377)，江蘇(0.241);
　　(3)500kV線路：福建(0.459)，浙江(0.277)，廣東(0.234)，江蘇(0.104)。
　　從以上排序結果看，浙江省線路雷擊跳閘率相對較高，均處在前兩位。
　　因浙江和周邊的安徽、福建、江蘇、上海、廣東等省份均已采用了武漢高壓研究所的雷電定位係統，雷電探測站的探測有效範圍覆蓋全省，所以可用“雷電密度”為參數進行雷擊跳閘率的計算比較。依據各省雷電係統運行總結報告計算的新的雷擊跳閘率結果也列入表1，數值由大到小排序分別為：
　　(1)110kV線路：浙江(0.207)，廣東(0.192)，福建(0.116)，江蘇(0.0.31);
　　(2)220kV線路：福建(0.172)，廣東(0.148)，浙江(0.091)，江蘇(0.026);
　　(3)500kV線路：福建(0.109)，廣東(0.092)，浙江(0.044)，江蘇(0.030)，安徽0.018)。
　　從以上兩個排序結果看，用“雷電密度”為參數計算的雷擊跳閘率，浙江省500kV線路雷擊跳閘率結果未變，但220kV及110kV線路雷擊跳閘率排序均有變化，低於福建和廣東省。



　　備注：1、浙江雷電總數及落雷密度統計時段均為2004年5月1日－12月31日；
　　2、江蘇雷電參數統計時段為雷季。
　　2、2004年浙江省各地區的線路雷擊跳閘率
　　根據各地區電力公司輸電線路雷擊跳閘的統計報表，以氣象雷電日計算的雷擊跳閘率詳見下表2;以浙江電網雷擊定位信息係統統計的落雷密度計算的各地區線路雷擊跳閘率也列入表2。
　　比較兩種方法計算的雷擊跳閘率，結果有兩點不同：
　　1、兩者的排序有所變化。如傳統的線路雷擊跳閘率計算的結果，110kV線路雷擊率排在前3位為溫州、麗水和台州地區，而新的雷擊跳閘率計算的結果，排在前3位為溫州、麗水和金華地區，220kV線路雷擊率也類似;
　　2、數據之間的差距變化較大。如以110kV線路雷擊跳閘率為例，溫州與台州地區以傳統的計算結果參數間差距為2.5倍，而新的雷擊跳閘率計算結果兩者數據差距為3.86倍。從圖1和圖2可更清楚地看到這此差別。




　　四、小結
　　以“落雷密度”為參數計算線路雷擊跳閘率和以“雷電日”為參數計算線路雷擊跳閘率，計算所得的結果不同，“落雷密度”更能科學地反映各地區的落雷情況。建議線路雷擊跳閘率單位由“次/百千米·年·雷電日”改為“次/百千米·年·落雷密度”。
　　對於每一條線路的雷擊跳閘率，也可以線路走廊(如沿線1km範圍)的平均落雷密度為參數進行計算。
　　此外，對於新的輸電線路雷擊跳閘率如何設定評估值還需要做許多工作，應積累更多雷電參數並結合實際情況進行分析和研究。
　　引用文獻：
　　[1]電力係統過電壓與絕緣配合張緯鈸高玉明清華大學出版社