陽煤輸配電線路防雷狀態分析及改造

摘要：防范雷電災害對電力系統的安全、穩定運行具有重要意義。輸配電系統安全、穩定運行對礦井供電安全提出了更高、更嚴格的要求，現對2019年陽煤集團礦區電網的輸配電線路雷電活動進行了深入分析，找出了輸電防雷的缺陷和薄弱環節，提出了有針對性的防雷保護措施。

關鍵詞：陽煤;輸配電線路;防雷;狀態分析;改造

0? ? 引言

本文針對2019年陽煤集團礦區電網輸配電線路的雷電運行情況進行系統、全面的分析，找出了礦區電網在防雷方面存在的主要問題，通過項目研究總結出礦區電網的改造方案;針對其運行維護資料管理方面的缺陷提出實施防雷管理。通過項目落地，全面提高了礦區電網的防雷水平，保證了企業安全生產穩定性。

1? ? 陽煤電網基本情況

礦區主電網以35 kV主干網放射至5個用電負荷礦區。現有礦區110 kV樞紐變電站一座，110 kV線路長度約41.16 km。110 kV礦區樞紐變電站目前有四回進線，110 kV礦變安裝63 MVA變壓器3臺，兩臺運行一臺備用。礦站35 kV系統使用兩臺干式接地變及消弧線圈，容量為1 200 kVA。35 kV用戶變電站25座（一礦新建紅簡溝站），變電總裝機容量約900 MVA，其中一級變電站7座，其他18座為二級變電站。35 kV線路長度約180 km，全部為架空線路（除新建馨瑞為電纜線路），線路全線架設避雷線，絕大部分線路均為雙回線路。

2? ? 雷電情況分析

2.1? ? 線路部分

經過2019年的雷電考驗，輸電線路運行正常穩定，仍然保持很高的供電可靠性，但部分線路也存在一定的問題和缺陷，仍需加強巡視和管理。這期間所轄線路雷電動作情況中，各線路段動作次數較多的桿塔分別為：海礦1#線5#塔A相動作次數為8次，11#塔A相動作次數為7次，2#線13#塔C相動作為7次，礦電18#塔B相動作次數為5次，長礦1#線20#塔C相動作次數為4次。

動作情況分析：（1）所處地理位置較高的桿塔動作次數較多。如海礦線5#、8#、11#，長礦線20#塔，均處于山地地段，位置較高，遭受雷擊的概率非常高，因而造成的雷擊動作次數較多。（2）地勢較平坦，但桿塔高度高，造成動作次數較多。海礦線29#塔，所在地區較為平坦，但是桿塔高度較高，從而形成一個孤立的高點，因而雷擊次數較多。

2.2? ? 變電站部分

經過2019年的雷電考驗，變電站運行仍然保持很高的供電可靠性，各主設備運行正常穩定，如前期完成改造的110 kV GIS組合設備經受住雷電考驗，一直保持穩定運行。但個別設備也存在一定的問題，如山東山大小電流裝置，遇系統接地報文始終為首選礦劉2#線342、備選礦劉1#線341開關線路，1#、2#消弧線圈遇系統瞬間接地，消弧線圈U0不恢復，造成假接地現象，系統不能及時恢復，需進行倒母線操作，斷開母聯300開關，接地消失。

（1）進行倒母線操作3次，斷開300開關后，系統接地恢復。

2019-08-23T16：06，Ⅰ、Ⅱ段母線B相接地，16：30恢復。

（2）永久性接地未倒母線操作恢復一次。

2019-08-30T06：21，35 kVⅠ段母線C相接地，06：21恢復。

3? ? 輸配電線路防雷情況分析

3.1? ? 線路部分

2019年對線路接地電阻的測試可以反映出線路防雷接地效果很好，接地電阻完全符合要求，符合設計標準。線路桿塔接地良好，能很好地將雷電導入大地，減少因雷電流疏導不良造成的線路事故，接地網的改造工程對于線路防雷工作起到了較大作用。同時，近年對電纜線路兩端合理布置避雷器等防雷設施，接地極也采取最新的接地設計，并且全程監督施工質量，保證了電纜線路在雷擊情況下的安全可靠運行。

3.2? ? 變電站部分

前期礦站利用GIS改造工程對站內110 kV場地接地網進行了整體改造，在GIS改造新建的鋼管構架上配置20 m高避雷針6支，與原有的3支避雷針構成礦區電網的防雷保護。新110 kV系統增加了35 kV系統，有新、舊兩套接地網。劉站、粉站、馨瑞站接地網測試都在合格范圍，保證了礦區電網的安全可靠運行。

4? ? 存在問題

4.1? ? 線路部分

2019年，雷電表現出活動非常頻繁、持續時間特別長、雷電強度特別大等特點，對于線路的安全運行構成了極大的挑戰。但是我們的線路能夠安全穩定地度過雷雨季節，說明其防雷性能提高。可是在安全度過雷雨季節的同時，我們也必須對暴露出的諸多問題及早進行分析和反思。

（1）長礦線架空地線出現了不同程度的銹蝕和斷股情況，特別是長礦線11#到15#塔這一耐張線路段，架空地線銹蝕非常嚴重，部分桿塔架空地線已有4～5芯鋼絞線發生斷股，并出現松弛散開的情況。

（2）部分線路接地體銹蝕嚴重。雖然經過前期的接地改造，接地效果明顯，但是鍍銅接地引線使用一年多時間，部分已經出現了嚴重的銹蝕情況，長時間運行將有可能造成銹蝕斷裂，構成安全隱患。

4.2? ? 變電站部分

關于山東山大小電流選項裝置存在的問題及缺陷已聯系廠家做更進一步研究。

缺陷一：35 kV系統接地后，小電流接地選線裝置不能正確判斷出接地線路，導致誤判。

缺陷二：小電流接地選線裝置配套使用的PT多次損壞返廠維修，并最終由油浸式更換為干式PT，增加了維護費用。

缺陷三：雷雨季節，小電流接地選線裝置配套使用的一次保險易損壞，增加了停電次數。

5? ? 輸配電線路防雷改造

5.1? ? 長礦線架空地線改造

對長礦線架空地線進行更換，拆除原有架空地線，敷設新的GJ-50架空地線。利用舊地線與新地線進行連接，通過一端牽引、一端施放的方式，將新地線通過舊地線牽引到一端，完成新地線的施放。對架空地線配套使用的線夾、防震錘等線路金具出現不同程度的銹蝕和損壞的情況，在對架空地線進行更換的同時，對配套使用的相關金具也全部進行更換，避免銹蝕金具的損壞造成連接不可靠以及發生二次維護工作。

5.2? ? 降低桿塔接地電阻

對于架空線路桿塔的接地電阻和型式，在電力行業標準《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》（DL/T 620—1997）、《交流電氣裝置的接地》（DL/T 621—1997）中都提出了具體要求，是設計、安裝和改造架空線路桿塔接地的依據。在多雷區，如是聯絡線路或重要線路，桿塔接地電阻最好能處理到10 Ω以下，因為只有這樣才能提高線路的耐雷水平，有效限制雷擊跳閘率，從而保證電網安全穩定運行。

降低桿塔接地電阻，是有效提高線路耐雷水平的重要手段，同時也是最經濟的手段。針對各變電站進出線段前六基接地電阻>10 Ω的桿塔，要進行降低桿塔接地電阻的改造。

5.3? ? 小電流接地選線裝置更換改造

原先山東山大小電流接地選線裝置不再進行插件更換維修，更換為北京丹華小電流接地選線裝置，并將裝置安置在新主控室，將報文情況回傳至后臺機。改造后節省了占用空間，降低了維護費用，準確地為電網提供了接地故障的判斷依據，避免了雷雨天氣造成人身傷害。改造至今，小電流接地選線裝置運行穩定，雷雨季節到來后，接地選線正確，為電網對35 kV系統接地故障的判斷及查找提供了依據，提高了電網事故的處置率，確保了電網安全穩定運行。

6? ? 結語

本文通過對2019年陽煤集團礦區電網輸配電線路雷電活動進行深入分析，找出了輸電防雷的缺陷和薄弱環節，進行了輸電線路的防雷保護改造，確保了電網安全穩定運行。

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收稿日期：2020-05-07

作者簡介：李紅濤（1981—），男，河北趙縣人，電氣工程師，研究方向：電氣。