輸電線路綜合防雷策略與預(yù)防措施

沈國(guó)欣+張亮

【摘 要】隨著溫州地區(qū)雷電活動(dòng)逐漸頻繁，雷電強(qiáng)度也是逐年增強(qiáng)，2014年8月份自雷電監(jiān)測(cè)以來(lái)，在雷電密集的7～9月份，正、負(fù)平均電流值都為最大值。由雷擊引起線路故障跳閘數(shù)約占線路每年故障總數(shù)的50%以上，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行與供電可靠性造成極大的影響。

【Abstract】With the frequent lightning activity in Wenzhou area， the lightning intensity is increasing year by year. Since August 2014， lightning monitoring has been carried out， in the lightning intensive in July to September， both the positive and negative mean current values are maximum. The number of line failure trips caused by lightning accounts occupy more than 50% of the total number of faults annually， and has a great impact on the safe operation of the whole power grid and the reliability of the power supply.

【關(guān)鍵詞】防雷措施；技術(shù)線路；方法

【Keywords】lightning protection； technical line； method

【中圖分類(lèi)號(hào)】TM726.1 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）06-0158-02

1 專(zhuān)業(yè)管理的目標(biāo)描述

1.1 專(zhuān)業(yè)管理的理念或策略

依據(jù)國(guó)網(wǎng)公司《架空輸電線路差異化防雷工作指導(dǎo)意見(jiàn)》（國(guó)家電網(wǎng)〔2011〕500號(hào)文）和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，結(jié)合溫州實(shí)際情況開(kāi)展防雷工作。按照浙江省電力公司要求深入扎實(shí)推進(jìn)“兩個(gè)轉(zhuǎn)變”，認(rèn)真貫徹國(guó)家電網(wǎng)各項(xiàng)決策部署，高度重視線路精益化管理工作，圍繞“打造堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)”以及“不停電”的理念，做好線路防雷各項(xiàng)任務(wù)。從可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的高度，按照閉環(huán)的管理理念，創(chuàng)新電網(wǎng)設(shè)備項(xiàng)目管理模式，構(gòu)建從落雷資料收集與分析、歷年線路雷擊跳閘統(tǒng)計(jì)、線路絕緣水平核算及雷擊形式研判、合理選擇防雷措施、項(xiàng)目具體實(shí)施、改造后的運(yùn)行總結(jié)及改進(jìn)的全過(guò)程管理體系，確保各管理環(huán)節(jié)的有機(jī)銜接，并在項(xiàng)目全過(guò)程各環(huán)節(jié)逐步加強(qiáng)管控的要求，有效控制運(yùn)維檢修環(huán)節(jié)的成本，提高資金使用水平的同時(shí)提升線路供電可靠性。

1.2專(zhuān)業(yè)管理的指標(biāo)體系及目標(biāo)值

按國(guó)網(wǎng)公司“關(guān)于印發(fā)輸電專(zhuān)業(yè)精益化管理提升工作方案和輸電專(zhuān)業(yè)精益化管理考核評(píng)價(jià)規(guī)范（試行）的通知”（國(guó)家電網(wǎng)運(yùn)檢〔2013〕425號(hào)）要求，及浙江省電力公司輸電專(zhuān)業(yè)精益化管理提升工作實(shí)施方案要求，結(jié)合各地實(shí)際，制訂防雷工作目標(biāo)：①110kV線路故障停運(yùn)率為0.14次/百千米·年。②500kV及以上線路雷擊跳閘率小于0.25次/百千米·年。③220kV線路雷擊跳閘率0.5次/百千米·年。④110kV線路雷擊跳閘率達(dá)1次/百千米·年。

每年的雷電頻發(fā)季節(jié)過(guò)后，輸電運(yùn)檢工區(qū)結(jié)合雷電分布、強(qiáng)度以及本年度線路遭受雷害情況，梳理明年需要防雷改造的項(xiàng)目并上報(bào)，對(duì)于采取接地電阻改造的項(xiàng)目都在來(lái)年雷電頻發(fā)之前完成改造，對(duì)于采取安裝避雷器、加裝并聯(lián)間隙、增強(qiáng)絕緣水平等需停電改造的項(xiàng)目，將結(jié)合來(lái)年的停電計(jì)劃進(jìn)行實(shí)施。以便在下一年雷電頻發(fā)之前提高線路的耐雷水平，降低線路雷擊跳閘率。

2 專(zhuān)業(yè)管理的主要做法

2.1 專(zhuān)業(yè)管理工作的流程圖（圖1）

2.2 主要流程說(shuō)明

整個(gè)防雷專(zhuān)項(xiàng)整治工作總體上分為“收資、研判、改造、總結(jié)”四個(gè)階段，從而有計(jì)劃、有針對(duì)性地推進(jìn)防雷改造工作。

第一階段：收資階段

①公司運(yùn)檢部一直保持與氣象局的聯(lián)系溝通，協(xié)同合作，實(shí)現(xiàn)雷電數(shù)據(jù)資源共享，以及根據(jù)自己的雷電定位系統(tǒng)收集雷電時(shí)間/空間分布、電流強(qiáng)度等資料。②輸電運(yùn)檢工區(qū)整理、統(tǒng)計(jì)歷年遭受雷害線路明細(xì)、所處地形、桿塔形式、接地電阻等一系列資料，便于雷擊形式的研判。

第二階段：研判階段

由于實(shí)際線路中每一基桿塔的塔型、尺寸，絕緣強(qiáng)度以及地形和接地狀況都各不相同，其防雷性能也千差萬(wàn)別。公司將按照前期收集資料—核算線路絕緣水平—雷擊形式的研判—防雷措施之間的對(duì)比—合理選擇防雷措施組合等一系列步驟細(xì)化流程，從而能夠合理利用資源、降低成本、高效的提高線路耐雷水平。

公司在做好前期收資的基礎(chǔ)上，結(jié)合線路特巡對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的了解，通過(guò)對(duì)線路耐雷水平的計(jì)算，初步判斷雷擊形式為反擊還是繞擊。在情況較為復(fù)雜時(shí)，還會(huì)邀請(qǐng)中試所、武高所等專(zhuān)業(yè)性極強(qiáng)的科研單位參與分析、研判，最后對(duì)造成雷擊的線路缺陷采用有針對(duì)性的防雷措施進(jìn)行改造。

①對(duì)于繞擊，目前采取的方法主要有減小避雷線保護(hù)角，架設(shè)旁路架空地線，桿塔避雷針和加裝線路避雷器。對(duì)于已經(jīng)運(yùn)行線路，進(jìn)行地線改造實(shí)施困難以及改造范圍較大，所以最有效的方法是結(jié)合停電計(jì)劃，在桿塔上加裝線路避雷器。安裝線路避雷器一方面可以避免安裝相的反擊，而且雷擊桿塔時(shí)塔頂電位升高，避雷器動(dòng)作，部分雷電流通過(guò)安裝避雷器的相導(dǎo)線泄放，在一定程度上降低塔頂電位；另一方面隨著避雷器動(dòng)作，安裝相導(dǎo)線電壓升高，會(huì)在相鄰相上感應(yīng)較高電壓。兩方面因素共同作用使得其它相絕緣子上的電壓降低，耐雷水平得到改善。從2000年起，我公司陸續(xù)在管轄線路受雷害較嚴(yán)重的區(qū)段安裝氧化鋅避雷器。幾年來(lái)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，安裝線路避雷器可以有效提高線路的耐雷水平，降低雷擊跳閘率，對(duì)防止反擊和繞擊都有明顯的作用。為了讓避雷器能更好地發(fā)揮效用，以較小的投資取得較大的收益，輸電運(yùn)檢室認(rèn)真收集每年線路雷擊跳閘資料，對(duì)每條曾經(jīng)受雷擊跳閘的線路進(jìn)行分析和論證，選擇受雷害較嚴(yán)重的線路作為安裝對(duì)象，制訂詳盡的安裝方案，同時(shí)還積極與廠商進(jìn)行認(rèn)真探討，對(duì)一些零部件的安裝根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)提出整改意見(jiàn)，以確保避雷器安裝、運(yùn)行工作的順利開(kāi)展。②防止輸電線路反擊跳閘的主要措施有：降低桿塔接地電阻；安裝線路型氧化鋅避雷器；平衡高絕緣；架設(shè)耦合地線；加裝塔頂拉線。

降低桿塔接地電阻的措施有很多，如水平接地體、垂直接地體、復(fù)合接地體、外引接地體、深埋式接地體、深層垂直接地體或降阻劑，各種措施的投資和維護(hù)成本及效果各不相同。要降低桿塔的接地電阻，首先必須根據(jù)每基桿塔的實(shí)際情況，認(rèn)真查看地質(zhì)、地勢(shì)，測(cè)試桿塔周?chē)鱾€(gè)不同深度的土壤電阻率，然后根據(jù)每基桿塔的實(shí)際情況，結(jié)合今后的運(yùn)行維護(hù)成本，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比之后采取有效的降阻措施。再是引進(jìn)接地新技術(shù)新材料，如石墨基柔性復(fù)合接地體，該接地體耐腐性高，泄流能力強(qiáng)且施工方便。③差異化防雷。為了防止同桿雙回或多回線路在雷擊時(shí)，發(fā)生同時(shí)跳閘，在同桿雙回線路的兩側(cè)采用差絕緣配置方案，其中一回線路采用并聯(lián)間隙或線路避雷器進(jìn)行防雷保護(hù)，另一回線路的絕緣水平適當(dāng)加強(qiáng)或保持不變。④疏導(dǎo)型防雷措施目前主要是加裝并聯(lián)間隙。并聯(lián)間隙是在絕緣子串兩端安裝一對(duì)金屬招弧電極構(gòu)成間隙，使雷電沿間隙放電疏導(dǎo)工頻電弧，從而保護(hù)絕緣子串免受電弧灼燒，防止雙回同跳的一種輸電線路防雷技術(shù)。這種方式其核心思想是允許線路有一定的雷擊跳閘率，但無(wú)永久性故障，絕大部分都能重合閘成功。

第三階段：實(shí)施階段

根據(jù)遭受雷擊情況以及線路、桿塔參數(shù)，編制完善本單位的防雷整治方案，確定防雷措施，明晰職責(zé)，細(xì)化和落實(shí)各項(xiàng)工作。結(jié)合停電計(jì)劃，合理安排施工力量分階段進(jìn)行改造，在來(lái)年雷電頻發(fā)之前完成相應(yīng)整改工作。

第四階段：總結(jié)階段

在來(lái)年雷電頻發(fā)之前完成前一年上報(bào)的線路改造計(jì)劃，梳理線路改造臺(tái)賬，對(duì)應(yīng)改造形式，在后續(xù)雷電頻發(fā)期間，結(jié)合雷電分布以及強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)際檢驗(yàn)，并記錄整改后輸電線路的運(yùn)行情況，編制總結(jié)報(bào)告，為下一個(gè)周期提供運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。

3 推廣應(yīng)用

本典型經(jīng)驗(yàn)的推廣應(yīng)用價(jià)值和推廣適用范圍，推廣應(yīng)用計(jì)劃建議或已實(shí)施的推廣應(yīng)用安排等。

①500千伏海象線：2014年07月15日15時(shí)31分，500kV海象5490線C相（單回路右邊相）故障跳閘，重合閘不成功，16時(shí)03分強(qiáng)送成功。根據(jù)雷電定位系統(tǒng)的查詢以及現(xiàn)場(chǎng)特巡的確認(rèn)，明確30#塔C相故障跳閘。根據(jù)耐雷水平的核算，以及考慮到該桿塔地線保護(hù)角為11.6°，經(jīng)過(guò)今年在500千伏海象線24基鐵塔上共加裝了48組側(cè)向避雷針。②根據(jù)國(guó)網(wǎng)運(yùn)檢部關(guān)于加強(qiáng)架空輸電線路用并聯(lián)間隙推廣應(yīng)用工作的通知的要求，溫州供電公司利用線路停電機(jī)會(huì)，共完成10回220kV線路515基桿塔205km、2回110kV線路141基桿塔60km并聯(lián)間隙安裝工作。