變電設(shè)備雷擊跳閘率綜合降低對(duì)策

張治中

摘 要：變電設(shè)備雷擊跳閘嚴(yán)重影響著人們的生產(chǎn)生活，必須要采取有效對(duì)策予以防范。本文結(jié)合本地區(qū)的具體情況分析了造成變電設(shè)備雷擊跳閘率居高不下的原因，在此基礎(chǔ)上結(jié)合筆者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提出了幾條降低變電設(shè)備雷擊跳閘率的對(duì)策，以期能夠提升我國(guó)變電設(shè)備的賴?yán)讚羲健?/p>

關(guān)鍵詞：變電設(shè)備；雷擊跳閘；綜合對(duì)策；降低

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)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(shè)備雷擊跳閘率一直居高不下，這給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了很多的不變[1]。造成雷擊跳閘率居高不下的原因關(guān)鍵還是管理不善，比如接地電阻測(cè)試方法不合理、測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確等等[2-3]，這些因素都能夠通過(guò)加強(qiáng)管理來(lái)予以避免。筆者認(rèn)為，要想有效降低變電設(shè)備雷擊跳閘率，應(yīng)該重點(diǎn)從接地網(wǎng)改造著手，確保接地裝置在我們的控制范圍內(nèi)，結(jié)合相關(guān)管理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)制定有效的防雷對(duì)策，只有這樣才可以確保變電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

1 雷擊跳閘率居高不下原因分析

某地區(qū)多年以來(lái)，包括輸電線路、變電設(shè)備等在內(nèi)的電氣設(shè)備經(jīng)常遭遇雷擊跳閘事故，事故率一直以來(lái)都相對(duì)較高，雷擊跳閘率過(guò)高必然會(huì)嚴(yán)重威脅整個(gè)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，最終使得人們無(wú)法進(jìn)行正常用電，如表1所示為近年以來(lái)某地區(qū)具體的雷擊跳閘統(tǒng)計(jì)狀況，從表中數(shù)據(jù)可以看出，電網(wǎng)遭遇雷擊跳閘的概率還是非常高的。

筆者結(jié)合實(shí)際情況分析認(rèn)為，造成雷擊跳閘率居高不下的原因主要有下面幾個(gè)方面：

（1）針對(duì)很多線路或者設(shè)備的接地電阻進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明，巨大部分接地電阻的測(cè)量結(jié)果都相對(duì)偏高，部分為嚴(yán)重偏高，如圖1所示為具體測(cè)試結(jié)果。

（2）水泥桿導(dǎo)通電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)規(guī)定值。針對(duì)某110kV線路中的3根塔桿的導(dǎo)通電阻進(jìn)行了測(cè)量，結(jié)果分別為120Ω、135Ω和220Ω，另外，還通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)射線測(cè)試法進(jìn)行了測(cè)試，所測(cè)得的結(jié)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(shí)候，接地設(shè)施以及桿塔接地通道是最有效的電流疏通通道，如果導(dǎo)通電阻阻值非常大，即便是接地電阻阻值非常低，還是無(wú)法充分發(fā)揮疏通電流的效果，導(dǎo)致整個(gè)線路的抵抗雷擊水平大幅度降低。

（3）在針對(duì)桿塔接地電阻進(jìn)行測(cè)量時(shí)測(cè)試不到位，或者所使用的測(cè)試方式不是非常規(guī)范。很多工作人員都是通過(guò)搖表進(jìn)行測(cè)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(cè)試線，但是很多線路桿塔的接地體射線長(zhǎng)度D都超過(guò)了50 m，根據(jù)相關(guān)的要求，測(cè)試線的長(zhǎng)度應(yīng)該為（3–5）D，對(duì)比可以看出，測(cè)試線無(wú)法達(dá)到相關(guān)要求，最終后果就是接地電阻值實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果只有實(shí)際電阻值的幾分之一，誤差較大時(shí)達(dá)到十幾分之一。在相同的時(shí)間、相同的地點(diǎn)，但是采取測(cè)試布線方式不同時(shí)所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果差異比較大，這說(shuō)明測(cè)試布線方式對(duì)于測(cè)量結(jié)果有著較為顯著的影響，無(wú)法真正代表準(zhǔn)確結(jié)果。

（4）對(duì)于接地裝置而言，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，必須要定期按照10%的比例實(shí)施開挖檢查。但是實(shí)際情況中卻很難做到這一點(diǎn)，導(dǎo)致桿塔接地裝置出現(xiàn)銹蝕等問(wèn)題時(shí)無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)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(guān)要求、施工過(guò)程中偷工減料、驗(yàn)收過(guò)程流于形式等。這些問(wèn)題的存在都有可能導(dǎo)致線路塔桿接地電阻值不能滿足有關(guān)要求。

（6）在設(shè)計(jì)接地工程時(shí)較為粗略，并沒(méi)有針對(duì)土壤電阻率實(shí)施測(cè)量，使得接地電阻設(shè)計(jì)值不滿足真實(shí)狀況。

（7）設(shè)備臺(tái)帳以及施工運(yùn)行記錄不完善，可信技術(shù)檔案資料嚴(yán)重不足，導(dǎo)致防雷工作缺少針對(duì)性，無(wú)法有針對(duì)性的采取有效措施來(lái)應(yīng)對(duì)雷擊。

2 變電設(shè)備雷擊跳閘率綜合降低對(duì)策

變電設(shè)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(dǎo)線、雷擊塔桿頂或者避雷線、反擊以及感應(yīng)雷擊等。在實(shí)際操作中，我們應(yīng)該從變電設(shè)備遭遇雷電損害的方式入手，在此基礎(chǔ)上采取多管齊下、疏堵并舉的措施來(lái)降低變電設(shè)備雷擊跳閘率。如表2所示為變電設(shè)備遭遇雷電損害不同方式所對(duì)應(yīng)的統(tǒng)計(jì)概率值。

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

對(duì)于變電所而言，必須要根據(jù)相關(guān)規(guī)定要求進(jìn)行優(yōu)化配置，避免雷電直擊避雷針的情況出現(xiàn)，采取有效手段盡可能地減小接地電阻，對(duì)接地引線導(dǎo)通性進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試和檢測(cè)，對(duì)地網(wǎng)和避雷針的連接采取措施予以隔離，保證構(gòu)架的接地以及導(dǎo)通性均能夠滿足要求；另外，適當(dāng)加大瓷瓶爬距，對(duì)避雷器進(jìn)行優(yōu)化配置，提升高沖擊閃絡(luò)電壓值。最重要的是對(duì)變電設(shè)備的沖擊閃絡(luò)電壓值進(jìn)行合理選擇。

雷電直擊導(dǎo)線出現(xiàn)的概率比較低，并非防雷工作的重點(diǎn)，雷擊桿塔頂和避雷線出現(xiàn)的概率要打很多，從概率上來(lái)看，這是引起線路跳閘的最主要因素，同時(shí)，該部分具有很高的可控性，因此，怎樣采取有效措施來(lái)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(shè)計(jì)水平以及設(shè)計(jì)深度，認(rèn)真貫徹落實(shí)相關(guān)規(guī)定要求。徹底了解并掌握本地區(qū)的雷電活動(dòng)規(guī)律以及強(qiáng)度大小。在設(shè)計(jì)線路接地之前必須要做好調(diào)查研究工作，對(duì)于不同土質(zhì)的土壤電阻率進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)量，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出來(lái)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(yīng)該保證不超過(guò)10Ω。為了能夠從根本上解決電桿導(dǎo)通問(wèn)題，省去不必要的導(dǎo)通測(cè)量工作，引線可以采取明顯外引的方式來(lái)進(jìn)行連接，對(duì)于110kV及以上接地系統(tǒng)其接地引線的截面面積必須根據(jù)相關(guān)理論公式進(jìn)行嚴(yán)格計(jì)算之后再確定，引線材料必須要選擇熱鍍鋅鋼材，通過(guò)可拆卸螺栓進(jìn)行連接，埋設(shè)接地體的深度必須要大于0.6m。

（2）完善施工工藝，在施工過(guò)程中認(rèn)真貫徹落實(shí)相關(guān)施工以及驗(yàn)收規(guī)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(yīng)該達(dá)到相關(guān)要求，在焊接位置還需要刷涂防腐材料。對(duì)于隱蔽工程必須要嚴(yán)格執(zhí)行簽證制度。

（3）接地工程在進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)必須要嚴(yán)格，真正起到驗(yàn)收整改的作用。認(rèn)真貫徹落實(shí)移交生產(chǎn)時(shí)的簽字驗(yàn)收制度。在進(jìn)行移交時(shí)必須要提供所有接地裝置的安裝敷設(shè)竣工圖、所有接地電阻實(shí)際測(cè)量結(jié)果（注明采取的測(cè)量條件以及方式）以及中間簽證。在驗(yàn)收過(guò)程中，還需要針對(duì)全部接地電阻值進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)要接受運(yùn)行部門的監(jiān)督，只有所有接地電阻值都滿足要求之后才算驗(yàn)收合格。

（4）對(duì)測(cè)試方法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，完善測(cè)試記錄，加大接地設(shè)置監(jiān)測(cè)手段。對(duì)于存在架空地線、長(zhǎng)度非常長(zhǎng)以及電桿導(dǎo)通狀況優(yōu)良的線路可以全部通過(guò)鉗形表進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)外界干擾比較大的時(shí)候，可以通過(guò)普通搖表以不放線的兩極法進(jìn)行測(cè)試，而對(duì)于其他塔桿通過(guò)補(bǔ)償法或者普通搖表法進(jìn)行測(cè)量，電壓極測(cè)試線長(zhǎng)度應(yīng)該是接地體射線的2.5倍，電流極測(cè)試線的長(zhǎng)度應(yīng)該是接地射線的4倍，同時(shí)兩根測(cè)試線之間的夾角必須要為零，在垂直于線路的方向上來(lái)布設(shè)測(cè)試射線。

（5）對(duì)于運(yùn)行時(shí)間達(dá)到5年的線路，每年需要按照10%比例對(duì)接地裝置進(jìn)行開挖檢查，以查看其腐蝕狀態(tài)，對(duì)于運(yùn)行時(shí)間達(dá)到5年的變電所每年都需要進(jìn)行開挖檢查。定期針對(duì)線路以及變電所的接地電阻進(jìn)行測(cè)量，必須要時(shí)刻掌握接地裝置的狀態(tài)，確保其有效性。

（6）降低避雷線保護(hù)角，對(duì)于35kV及以上線路應(yīng)該通過(guò)雙地線的方式來(lái)進(jìn)行保護(hù)，對(duì)于110kV及以上線路應(yīng)該通過(guò)雙避雷線方式來(lái)進(jìn)行保護(hù)。通過(guò)這種方式可以盡可能降低雷電直擊導(dǎo)線發(fā)生的概率，最好不要采取無(wú)地線保護(hù)的形式來(lái)避免雷擊。

（7）提升線路耦合度，針對(duì)線路塔桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)于易遭遇雷擊的地區(qū)有必要裝設(shè)耦合地線。

（8）強(qiáng)化變電所避雷針的維護(hù)保養(yǎng)工作及其管理。對(duì)于雷電直擊變電所的預(yù)防工作而言，最有效的方式就是裝設(shè)避雷針，通過(guò)裝設(shè)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(lái)保證避雷針的有效性，對(duì)避雷針接地電阻進(jìn)行定期測(cè)量，同時(shí)檢查接地鋼材的狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)存在腐蝕情況則必須要采取措施予以處理，嚴(yán)重時(shí)必須要實(shí)施改造。對(duì)各個(gè)變電站構(gòu)架接地情況進(jìn)行檢查，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)變電站各級(jí)電壓避雷器的優(yōu)化配置。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，要想有效降低變電設(shè)備雷擊跳閘率，應(yīng)該重點(diǎn)從接地網(wǎng)改造著手，確保接地裝置在我們的控制范圍內(nèi)，還需要綜合考慮變電設(shè)備重要性、土壤電阻率、不同雷擊方式出現(xiàn)的概率值等多方面因素，再結(jié)合相關(guān)管理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)制定有效的防雷對(duì)策，與時(shí)俱進(jìn)，采取最新地管理方法和技術(shù)來(lái)提升變電設(shè)備的耐雷水平，以確保變電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：國(guó)家電網(wǎng)廣安供電公司）