打雷后出现“所有线路都坏了”的现象,往往并不是雷电同时击断了每一根导线,而是雷电流通过高电位反击、感应过电压、地电位抬升和浪涌传导,沿着接地系统、金属管线、通信线路和配电网络扩散,造成多处设备绝缘击穿、保护装置动作或通信中断。对电力系统而言,雷击线路最典型、也最具破坏性的故障形式之一,就是反击跳闸。

雷击线路导致反击跳闸的原因

  一、雷击线路为何会引发“全线受损”

  雷电放电具有幅值高、上升速度快、频谱宽的特点。一次雷击虽然发生在局部位置,但会在极短时间内向大地注入数十千安甚至上百千安的电流。若接地装置、等电位连接或浪涌保护不完善,雷电流就不会只沿着单一通道泄放,而会通过接地网、金属构件、电缆屏蔽层、通信线和电源中性线向周边扩散。

  此时,不同设备外壳、机柜、接地端之间可能出现明显电位差。即使设备本身没有被直击,也可能因为端口间电压过高而损坏。通信线路、监控线路、控制回路尤其敏感,少量感应过电压就足以击穿接口芯片。配电侧则可能因浪涌保护器动作、绝缘闪络或断路器跳闸,表现为大面积停电或设备离线,从而给人“所有线路都坏”的直观感受。

  二、什么是反击跳闸?

  反击跳闸主要发生在架空输电线路和铁塔防雷系统中。当雷电击中杆塔塔顶、避雷线或杆塔附近大地时,雷电流会沿塔身和接地装置向大地泄放。由于杆塔本身存在波阻抗,接地装置也存在冲击接地电阻,巨大的雷电流会在塔顶和接地网之间产生很高的电位升高。

  如果塔顶电位升高到一定程度,塔体与导线之间的电压差超过绝缘子串的耐受水平,绝缘子串就会发生闪络。此时,雷电流从塔体“反击”到导线上,形成工频续流,线路保护检测到短路电流后动作跳闸。这种由杆塔电位升高引起的绝缘闪络,就是典型的反击跳闸。

雷击线路导致反击跳闸的原因

  三、反击跳闸的形成机理

  反击跳闸的关键在于“电位差”。雷击发生后,塔顶电位可近似理解为雷电流与塔体波阻抗、接地冲击阻抗共同作用的结果。雷电流越大,塔身越高,接地电阻越大,塔顶电位升高就越显著。与此同时,导线电位受系统运行电压、耦合地线或避雷线耦合作用影响,通常低于塔顶电位。当两者之差超过绝缘子串的50%冲击放电电压时,闪络就会发生。

  需要强调的是,反击跳闸与绕击跳闸不同。绕击是雷电绕过避雷线直接击中导线;反击则是雷击塔顶或避雷线后,塔体电位升高导致绝缘子串反向闪络。两者都会造成线路跳闸,但反击更依赖杆塔接地性能、绝缘配置和避雷线保护角等参数。

  四、哪些因素会加剧反击跳闸?

  土壤电阻率偏高是最常见诱因之一。山区、岩石地带接地网散流困难,冲击接地电阻偏大,塔顶电位更容易升高。接地网腐蚀、引下线松动、焊接点劣化,也会使泄流通道变差。杆塔高度增加时,塔身波阻抗增大,雷电流泄放路径更长,反击风险随之上升。

  绝缘水平不足同样会放大风险。绝缘子片数偏少、污秽严重、受潮或老化,都会降低冲击耐受能力。避雷线保护角过大、耦合系数不足,则会使导线电位相对更低,塔线间电位差更大。此外,线路跨越山谷、河流或处于雷暴走廊时,落雷密度高,反击跳闸概率也会明显增加。

雷击线路导致反击跳闸的原因

  五、如何降低反击跳闸风险?

  降低反击跳闸应从“降低塔顶电位、提高绝缘耐受、改善泄流通道”三方面入手。首先应优化接地装置,采用环形接地网、放射形接地极、深井接地或柔性接地体降阻材料,降低冲击接地电阻,并保证接地引下线连接可靠。其次可适当增加绝缘子片数、采用耐张塔加强绝缘、改善避雷线布置,提高塔线间耐受水平。

  在变电站和配电侧,应完善多级浪涌保护、等电位连接和屏蔽接地,防止雷电流沿二次回路、通信线和金属管道侵入。对重要线路,还可结合雷电定位系统开展差异化防雷,针对高跳闸率杆塔实施重点改造。

  雷击造成的线路故障看似突然,实则是接地、绝缘、过电压保护和系统配置共同作用的结果。反击跳闸提醒人们,防雷不能只关注接闪器是否完好,更要关注雷电流能否被快速、均匀、低阻抗地导入大地。只有外部防雷、接地系统与内部防护协同有效,才能减少“打雷后全线受损”的风险。想要获取更多防雷相关内容,欢迎拨打咨询热线进行了解!