變電設備雷擊跳閘率綜合降低對策

張治中

摘 要：變電設備雷擊跳閘嚴重影響著人們的生產生活，必須要采取有效對策予以防范。本文結合本地區的具體情況分析了造成變電設備雷擊跳閘率居高不下的原因，在此基礎上結合筆者的實踐經驗提出了幾條降低變電設備雷擊跳閘率的對策，以期能夠提升我國變電設備的賴雷擊水平。

關鍵詞：變電設備；雷擊跳閘；綜合對策；降低

0 引言

隨著社會經濟的發展以及人們生活水平的不斷提高，人們對于電力的依賴程度在顯著增加，然而由于多方面因素的影響，變電設備雷擊跳閘率一直居高不下，這給人們的生產生活帶來了很多的不變[1]。造成雷擊跳閘率居高不下的原因關鍵還是管理不善，比如接地電阻測試方法不合理、測試結果不準確等等[2-3]，這些因素都能夠通過加強管理來予以避免。筆者認為，要想有效降低變電設備雷擊跳閘率，應該重點從接地網改造著手，確保接地裝置在我們的控制范圍內，結合相關管理實踐經驗來制定有效的防雷對策，只有這樣才可以確保變電設備的穩定運行。

1 雷擊跳閘率居高不下原因分析

某地區多年以來，包括輸電線路、變電設備等在內的電氣設備經常遭遇雷擊跳閘事故，事故率一直以來都相對較高，雷擊跳閘率過高必然會嚴重威脅整個電網的安全穩定運行，最終使得人們無法進行正常用電，如表1所示為近年以來某地區具體的雷擊跳閘統計狀況，從表中數據可以看出，電網遭遇雷擊跳閘的概率還是非常高的。

筆者結合實際情況分析認為，造成雷擊跳閘率居高不下的原因主要有下面幾個方面：

（1）針對很多線路或者設備的接地電阻進行測試，結果表明，巨大部分接地電阻的測量結果都相對偏高，部分為嚴重偏高，如圖1所示為具體測試結果。

（2）水泥桿導通電阻遠遠超過規定值。針對某110kV線路中的3根塔桿的導通電阻進行了測量，結果分別為120Ω、135Ω和220Ω，另外，還通過標準射線測試法進行了測試，所測得的結果分別為2.6Ω、8.6Ω、9.7Ω，如圖2所示。眾所周知，在遭遇雷擊的時候，接地設施以及桿塔接地通道是最有效的電流疏通通道，如果導通電阻阻值非常大，即便是接地電阻阻值非常低，還是無法充分發揮疏通電流的效果，導致整個線路的抵抗雷擊水平大幅度降低。

（3）在針對桿塔接地電阻進行測量時測試不到位，或者所使用的測試方式不是非常規范。很多工作人員都是通過搖表進行測試，電壓極和電流極使用的分別是廠家原裝的20 m和40 m測試線，但是很多線路桿塔的接地體射線長度D都超過了50 m，根據相關的要求，測試線的長度應該為（3–5）D，對比可以看出，測試線無法達到相關要求，最終后果就是接地電阻值實驗測量結果只有實際電阻值的幾分之一，誤差較大時達到十幾分之一。在相同的時間、相同的地點，但是采取測試布線方式不同時所得到的實驗結果差異比較大，這說明測試布線方式對于測量結果有著較為顯著的影響，無法真正代表準確結果。

（4）對于接地裝置而言，根據有關規定，必須要定期按照10%的比例實施開挖檢查。但是實際情況中卻很難做到這一點，導致桿塔接地裝置出現銹蝕等問題時無法及時發現并處理。

（5）不管是線路接地改造工程還是線路接地新建工程，普遍存在施工工藝不完善的情況，比如焊接或者埋深等不滿足有關要求、施工過程中偷工減料、驗收過程流于形式等。這些問題的存在都有可能導致線路塔桿接地電阻值不能滿足有關要求。

（6）在設計接地工程時較為粗略，并沒有針對土壤電阻率實施測量，使得接地電阻設計值不滿足真實狀況。

（7）設備臺帳以及施工運行記錄不完善，可信技術檔案資料嚴重不足，導致防雷工作缺少針對性，無法有針對性的采取有效措施來應對雷擊。

2 變電設備雷擊跳閘率綜合降低對策

變電設備遭遇雷電損害的方式有很多中，常見方式主要有以下幾種：直擊或者繞擊導線、雷擊塔桿頂或者避雷線、反擊以及感應雷擊等。在實際操作中，我們應該從變電設備遭遇雷電損害的方式入手，在此基礎上采取多管齊下、疏堵并舉的措施來降低變電設備雷擊跳閘率。如表2所示為變電設備遭遇雷電損害不同方式所對應的統計概率值。

從表中數據可以看出，雖然變電設備遭遇雷電損害的方式有很多種，但是不同方式出現的概率值存在顯著的差別，如雷擊避雷線出現的概率最高。因此，需要從不同雷擊方式出現的概率值入手，明確日常防雷工作中的關鍵點。

對于變電所而言，必須要根據相關規定要求進行優化配置，避免雷電直擊避雷針的情況出現，采取有效手段盡可能地減小接地電阻，對接地引線導通性進行嚴格測試和檢測，對地網和避雷針的連接采取措施予以隔離，保證構架的接地以及導通性均能夠滿足要求；另外，適當加大瓷瓶爬距，對避雷器進行優化配置，提升高沖擊閃絡電壓值。最重要的是對變電設備的沖擊閃絡電壓值進行合理選擇。

雷電直擊導線出現的概率比較低，并非防雷工作的重點，雷擊桿塔頂和避雷線出現的概率要打很多，從概率上來看，這是引起線路跳閘的最主要因素，同時，該部分具有很高的可控性，因此，怎樣采取有效措施來減小雷擊桿塔頂和避雷線是我們防雷工作中必須要予以高度重視的。

具體措施如下：

（1）提升設計水平以及設計深度，認真貫徹落實相關規定要求。徹底了解并掌握本地區的雷電活動規律以及強度大小。在設計線路接地之前必須要做好調查研究工作，對于不同土質的土壤電阻率進行嚴格測量，在此基礎上設計出來的塔桿接地裝置才能夠滿足要求。接地電阻值通常情況下應該保證不超過10Ω。為了能夠從根本上解決電桿導通問題，省去不必要的導通測量工作，引線可以采取明顯外引的方式來進行連接，對于110kV及以上接地系統其接地引線的截面面積必須根據相關理論公式進行嚴格計算之后再確定，引線材料必須要選擇熱鍍鋅鋼材，通過可拆卸螺栓進行連接，埋設接地體的深度必須要大于0.6m。

（2）完善施工工藝，在施工過程中認真貫徹落實相關施工以及驗收規范。不管是接地線與接地極之間還是接地線與接地線之間的焊接都應該達到相關要求，在焊接位置還需要刷涂防腐材料。對于隱蔽工程必須要嚴格執行簽證制度。

（3）接地工程在進行驗收時必須要嚴格，真正起到驗收整改的作用。認真貫徹落實移交生產時的簽字驗收制度。在進行移交時必須要提供所有接地裝置的安裝敷設竣工圖、所有接地電阻實際測量結果（注明采取的測量條件以及方式）以及中間簽證。在驗收過程中，還需要針對全部接地電阻值進行測量，同時要接受運行部門的監督，只有所有接地電阻值都滿足要求之后才算驗收合格。

（4）對測試方法進行標準化，完善測試記錄，加大接地設置監測手段。對于存在架空地線、長度非常長以及電桿導通狀況優良的線路可以全部通過鉗形表進行測量，當外界干擾比較大的時候，可以通過普通搖表以不放線的兩極法進行測試，而對于其他塔桿通過補償法或者普通搖表法進行測量，電壓極測試線長度應該是接地體射線的2.5倍，電流極測試線的長度應該是接地射線的4倍，同時兩根測試線之間的夾角必須要為零，在垂直于線路的方向上來布設測試射線。

（5）對于運行時間達到5年的線路，每年需要按照10%比例對接地裝置進行開挖檢查，以查看其腐蝕狀態，對于運行時間達到5年的變電所每年都需要進行開挖檢查。定期針對線路以及變電所的接地電阻進行測量，必須要時刻掌握接地裝置的狀態，確保其有效性。

（6）降低避雷線保護角，對于35kV及以上線路應該通過雙地線的方式來進行保護，對于110kV及以上線路應該通過雙避雷線方式來進行保護。通過這種方式可以盡可能降低雷電直擊導線發生的概率，最好不要采取無地線保護的形式來避免雷擊。

（7）提升線路耦合度，針對線路塔桿結構進行優化設計，對于易遭遇雷擊的地區有必要裝設耦合地線。

（8）強化變電所避雷針的維護保養工作及其管理。對于雷電直擊變電所的預防工作而言，最有效的方式就是裝設避雷針，通過裝設避雷針能夠顯著的降低雷電直擊變電所的頻率。因此必須要采取有效措施來保證避雷針的有效性，對避雷針接地電阻進行定期測量，同時檢查接地鋼材的狀態，如果發現存在腐蝕情況則必須要采取措施予以處理，嚴重時必須要實施改造。對各個變電站構架接地情況進行檢查，在此基礎上實現變電站各級電壓避雷器的優化配置。

3 結語

綜上所述，要想有效降低變電設備雷擊跳閘率，應該重點從接地網改造著手，確保接地裝置在我們的控制范圍內，還需要綜合考慮變電設備重要性、土壤電阻率、不同雷擊方式出現的概率值等多方面因素，再結合相關管理實踐經驗來制定有效的防雷對策，與時俱進，采取最新地管理方法和技術來提升變電設備的耐雷水平，以確保變電設備的穩定運行。

參考文獻

[1]范鎮南，張樺，趙斌.一起變電站設備雷擊事故的分析[J].變壓器，2015，48（12）：62-66.

[2]朱維國.雷擊對變電所電子設備的危害及其防護[J].河南化工，2015，27（8）：59.

[3]袁加林.35kV變電檢修及輸變電設備雷擊事故策略探析[J].科技創新與應用，2015，（25）：213.

（作者單位：國家電網廣安供電公司）