黃丹水電廠位于四川省沐川縣黃丹鎮(zhèn)下游4km的馬邊河上，裝機(jī)3×1.5萬(wàn)kW,采用閘壩及河床式廠房蓄水發(fā)電，多年運(yùn)行后，防雷系統(tǒng)曾出現(xiàn)較多問題。

雷電災(zāi)害不僅對(duì)強(qiáng)電造成危害，且感應(yīng)雷已對(duì)弱電設(shè)備構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。因雷電導(dǎo)致的系統(tǒng)癱瘓以及設(shè)備損壞比比皆是，雷電災(zāi)害和防雷是社會(huì)各界關(guān)注的焦點(diǎn)。

防雷系統(tǒng)現(xiàn)狀

1、設(shè)計(jì)要求

黃丹水電廠110kV電力網(wǎng)采用中性點(diǎn)直接接地方式，發(fā)電機(jī)連接的10kV系統(tǒng)，中性點(diǎn)采用非直接接地方式，且機(jī)組電容電流小于3A，故發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)不需裝消弧線圈。戶外的110kV、35kV開關(guān)站直采用獨(dú)立避雷針保護(hù)，接地引下線盡量遠(yuǎn)離設(shè)備接地點(diǎn)，向下直接與廠房底板主接地網(wǎng)連接；開關(guān)站之外的壩頂啟閉機(jī)房、水廠等建筑物，在屋頂沿邊墻設(shè)置避雷帶，水電廠的整個(gè)屋面敷設(shè)（9×7）m的接地扁鋼網(wǎng)絡(luò)，用于防止直接雷的過(guò)電壓破壞。

110kV的兩條架空線路采用全線架設(shè)雙根GJ-35型避雷線。在110kV母線裝設(shè)一組Y10W1-100/248型氧化鋅避雷器, 35kV母線上裝一組（三相）氧化鋅避雷器，兩臺(tái)主變距110kV母線避雷器的電器距離不大于130M,故不裝設(shè)避雷器；在兩臺(tái)主變低壓側(cè)各裝設(shè)一組（三相）FZ-10型閥型避雷器，在三繞組變壓器的35kV側(cè)裝設(shè)一組（三相）Y10W1-42/126型氧化鋅避雷器，兩臺(tái)主變中性點(diǎn)各裝設(shè)一只Y1W-73/176氧化鋅避雷器，并采用棒間隙配合避雷器保護(hù)。10kV兩段母線各裝設(shè)一只閥型避雷器保護(hù)開關(guān)設(shè)備及發(fā)電機(jī)。

35kV進(jìn)線段為單芯電纜進(jìn)線，在電纜與架空線的連接處裝設(shè)氧化鋅避雷器，其接地端與電纜的金屬外皮連接，母線側(cè)電纜端外皮經(jīng)BYLJS-35型電纜保護(hù)器接地，作為進(jìn)線段保護(hù)。

2、防雷現(xiàn)狀

220V直流系統(tǒng)是2003年技改設(shè)備，設(shè)置一組為C級(jí)三相四線制的ZGB149A-40型電源浪涌保護(hù)器。由于水電廠是封閉式廠房，220V直流室位于副廠房?jī)?nèi)，其遭受雷擊的可能性很小，故其實(shí)際意義不大。包括10kV兩段母線所裝設(shè)的兩只閥型避雷器。

由于開關(guān)站在廠房頂樓板上，板的厚度有限，避雷針接地引下線很難與設(shè)備接地網(wǎng)分開，施工相當(dāng)困難，便在開關(guān)站上空電站左右岸兩山山坡之間架設(shè)避雷線，設(shè)置獨(dú)立的接地裝置，接地電阻≯10Ω，有足夠的安全裕度。

作為生命線的110kV黃永線、黃沐線大部分電桿、鐵塔的接地體及接地引下線銹蝕嚴(yán)重、部分?jǐn)嗔眩姉U橫擔(dān)鋼口銹蝕斷裂，全部線路的金具、拉線銹蝕嚴(yán)重，導(dǎo)地線腐蝕嚴(yán)重，21^# 耐張桿導(dǎo)線對(duì)地距離不夠，37～38^# 耐張桿的風(fēng)偏不夠。架空線路防護(hù)區(qū)的多處竹木對(duì)線路構(gòu)成威脅。35kV母線避雷器泄漏電流超標(biāo)，且規(guī)定的試驗(yàn)項(xiàng)目因試驗(yàn)設(shè)備不齊，也未做完。

1B中壓側(cè)、35kV三條線路的避雷器放電計(jì)數(shù)器看不清，部分避雷器放電計(jì)數(shù)器指針已至最大刻度；1B、2B低壓側(cè)、10kV黃水線、10kV母線避雷器無(wú)放電計(jì)數(shù)器。

原35kV母線FZ-35型閥型避雷器因其熱容量有限，不能承受長(zhǎng)時(shí)間沖擊電量，在1997年8月1日，因系統(tǒng)諧振，導(dǎo)致避雷器無(wú)法滅弧而爆炸，其碎片沖擊PT瓷套，瓷套破裂漏油著火，引起爆炸，損失很大。在1997年已經(jīng)把35kV母線、35kV線路共4組閥式避雷器改為氧化鋅避雷器，1B、2B低壓側(cè)的2組閥式避雷器改為氧化鋅避雷器；經(jīng)過(guò)10年的運(yùn)行，其效果明顯。

水電廠的線路多架設(shè)在崇山峻嶺之中，平均雷擊日在43天，屬于多雷區(qū)。由于線路各項(xiàng)工況較差，導(dǎo)致110kV黃永線、110kV黃沐線在11年間有50余次因雷擊而影響供電（夏季尤其明顯）；由于水電廠的35kV 2U線路，只按標(biāo)準(zhǔn)在進(jìn)出線2km的范圍架設(shè)了單根避雷線，故雷擊事故頻繁。水電廠于2004年對(duì)35kV　2U線路進(jìn)行了全線架設(shè)避雷線的技改，經(jīng)過(guò)2年多的運(yùn)行，其效果很好。

總體來(lái)看，水電廠的避雷系統(tǒng)主要問題是110kV線路耐雷水平下降。

處理辦法

架空輸電線路是電力網(wǎng)及電力系統(tǒng)的重要組成部分。架空輸電線路雷害事故的形成通常要經(jīng)歷四個(gè)階段：輸電線路受到雷電過(guò)電壓的作用：輸電線路發(fā)生閃絡(luò)；輸電線路從沖擊閃絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的工頻電壓；線路跳閘，供電中斷。

針對(duì)雷害事故形成的四個(gè)階段，我們的輸電線路在采取防雷保護(hù)措施時(shí)，要做到以下幾道防線：防直擊、防閃絡(luò)、防建?。ㄊ馆旊娋€路發(fā)生閃絡(luò)后不建立穩(wěn)定的工頻電?。?、防停電。具體有：

1、引進(jìn)先進(jìn)的輸電地理信息系統(tǒng)，采用先進(jìn)的AM/FM/GIS技術(shù)，將電子地圖作為背景，在此基礎(chǔ)上繪制輸電線路設(shè)備，具有輸電設(shè)備管理、運(yùn)行管理、污區(qū)管理、輸電線路規(guī)劃設(shè)計(jì)等應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)了與SCADA、MIS、行波測(cè)距等系統(tǒng)的接口。同時(shí)，結(jié)合GPS巡線定位系統(tǒng)，具有GPS桿塔定位、巡線功能。各類臺(tái)帳和運(yùn)行管理流程納入計(jì)算機(jī)管理，圖紙?jiān)谟?jì)算機(jī)系統(tǒng)中繪制，實(shí)現(xiàn)了管理的無(wú)紙化，保證了數(shù)據(jù)的唯一性和準(zhǔn)確及時(shí)性。

2、定期大、小修。大修一般為五年一次。根據(jù)線運(yùn)行情況和技改項(xiàng)目可作不定期安排。小修一般一般每年一次。根據(jù)線路巡視、檢查和測(cè)試結(jié)果，必要時(shí)可增加小修次數(shù)。大修主要是解開詳細(xì)檢查導(dǎo)線扎線，防止扎線變松,扎線點(diǎn)的導(dǎo)線很有可能存在斷股,如不解開檢查,安全隱患難以發(fā)現(xiàn)。不僅影響電能輸送,而且極易發(fā)生安全事故。

因?yàn)槲覐S線路（避雷線、導(dǎo)線）檔距較大，經(jīng)過(guò)11個(gè)春夏秋冬,導(dǎo)線熱脹冷縮,加之導(dǎo)線自重等原因,使綁扎點(diǎn)導(dǎo)線負(fù)重變細(xì),導(dǎo)線隨著風(fēng)吹在扎線內(nèi)擺動(dòng),長(zhǎng)期下去使導(dǎo)線斷股,由于電流較以前增加，斷股處發(fā)熱,將會(huì)燒斷導(dǎo)線,這樣極易發(fā)生斷線故障。采用一級(jí)或多級(jí)設(shè)防。通過(guò)采用輸電網(wǎng)金具接地、相線與地線間并聯(lián)電容器等方法把高電壓雷電脈沖的幅值降低，使設(shè)備受到保護(hù)。

3、落實(shí)防雷保護(hù)措施，如增加耦合地線、線路避雷器、負(fù)角保護(hù)加強(qiáng)絕緣，采用線路型合成絕緣氧化鋅避雷器用于輸電線路的防雷。注意內(nèi)、外部防雷。

4、我廠35kV系統(tǒng)中采用中性點(diǎn)不接地方式，這樣可使由雷擊引起的大多數(shù)單相接地故障能夠自動(dòng)消除，不致引起相間短路和跳閘。而在二相或三相落雷時(shí)，由于先對(duì)地閃絡(luò)的一相相當(dāng)于一條避雷線，增加了分流和對(duì)未閃絡(luò)相的耦合作用，使未閃絡(luò)相絕緣上的電壓下降，從而提高了線路的耐雷水平。因此，對(duì)35kV線路的鋼筋混凝土桿和鐵塔，必須做好接地措施，并加強(qiáng)檢查。

5、測(cè)量接地電阻，加強(qiáng)線路絕緣，對(duì)不合格者使用接地降阻劑降低桿塔接地電阻，可以減少雷擊桿塔時(shí)的（沖擊電壓），減輕對(duì)導(dǎo)線的（反擊）放電。但應(yīng)關(guān)注長(zhǎng)期的效果，特別是對(duì)接地體的腐蝕問題。

6、由于110kV線路個(gè)別地段需采用大跨越高桿塔(如：跨河桿塔)，這就增加了桿塔落雷的機(jī)會(huì)。高塔落雷時(shí)塔頂電位高，感應(yīng)過(guò)電壓大，而且受繞擊的概率也較大。為降低線路跳閘率，可在高桿塔上增加絕緣子串片數(shù)，加大大跨越檔導(dǎo)線與地線之間的距離，以加強(qiáng)線路絕緣。在35kV及以下的線路可采用瓷橫擔(dān)等沖擊閃絡(luò)電壓較高的絕緣子來(lái)降低雷擊跳閘率。增強(qiáng)巡檢質(zhì)量。

7、增加避雷器的試驗(yàn)設(shè)備，完成雷電流觀測(cè)的準(zhǔn)備、檢修工作，如更換測(cè)雷參數(shù)的裝置；增設(shè)測(cè)雷電裝置，如避雷器放電計(jì)數(shù)器；提出次年防雷措施工作計(jì)劃；安裝避雷器脫離器、裝設(shè)漏電顯示器、安裝電涌計(jì)數(shù)器、裝設(shè)消雷器。

應(yīng)注意放電計(jì)數(shù)器投入運(yùn)行之前和動(dòng)行1～2年以后，應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)，絕緣電阻、電導(dǎo)電流及串聯(lián)組合元件的非線性因數(shù)差值（閥型）、檢查密封情況；直流1mA電壓 (U_1mA) 及0.75 U_1mA下的泄漏電流（金屬氧化物避雷器）、運(yùn)行電壓的交流泄漏電流、工頻參考電流下的工頻參考電壓、底座絕緣電阻、檢查放電計(jì)數(shù)器動(dòng)作情況；檢修放電計(jì)數(shù)器時(shí)，要注意保持其密封，一旦打開，修復(fù)后一定要先烘干再密封，并須經(jīng)密封試驗(yàn)合格后才能投入運(yùn)行。按時(shí)對(duì)避雷器放電計(jì)數(shù)器歸零、校試。

及時(shí)揭示避雷器的狀態(tài)，以發(fā)現(xiàn)避雷器的缺陷。利用在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或在線監(jiān)測(cè)儀器，不間斷地監(jiān)測(cè)氧化鋅避雷器的泄漏總電流或阻性電流，發(fā)現(xiàn)泄漏電流有增大趨勢(shì)時(shí)，做帶電檢測(cè)或停電做直流試驗(yàn)；也可以在不停電情況下定期測(cè)量避雷器的泄漏電流或功率損耗，然后根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)避雷器的運(yùn)行狀況作出分析判斷，對(duì)隱患作到早發(fā)現(xiàn)早處理。

8、對(duì)35kV、10kV線路采用差絕緣方式，所謂差絕緣，是指同一基桿塔上三相絕緣有差異，下面兩相較之最上面一相各增加一片絕緣子，當(dāng)雷擊桿塔或上導(dǎo)線時(shí)，由于上導(dǎo)線絕緣相對(duì)較“弱”而先擊穿，雷電流經(jīng)桿塔人地，避免了兩相閃絡(luò)。據(jù)計(jì)算，采用差絕緣后，線路的耐雷水平可提高24%。

9、加強(qiáng)運(yùn)行工作：運(yùn)行中定期測(cè)量避雷器溫度，檢查瓷瓶清潔應(yīng)無(wú)裂紋及放電現(xiàn)象，引線、接地線連接應(yīng)牢固，無(wú)松動(dòng)脫落現(xiàn)象；放電記錄器是否動(dòng)作。雷雨時(shí)，禁止靠近避雷器，等待雷雨后方可檢查；每次雷雨或系統(tǒng)發(fā)生故障后，應(yīng)對(duì)避雷器進(jìn)行詳細(xì)檢查，并將放電記錄器指示數(shù)值進(jìn)行記錄。當(dāng)避雷器瓷套管爆炸、破壞或有明顯裂紋、引線或接地線斷開、內(nèi)有異常響聲應(yīng)停用避雷器。在運(yùn)行中，放電計(jì)數(shù)器原有刷漆部位，應(yīng)每隔1～2年刷漆一次，以免生銹。

結(jié)束語(yǔ)

影響架空輸電線路雷擊跳閘率的因素很多，解決線路的雷害問題，要從實(shí)際出發(fā)，因地制宜，綜合治理。在采取防雷改進(jìn)措施之前，要認(rèn)真調(diào)查分析，充分了解地理、氣象及線路運(yùn)行等各方面的情況，核算線路的耐雷水平，研究采用措施的可行性、工作量、難度、經(jīng)濟(jì)效益及效果等，最后來(lái)決定準(zhǔn)備采用某一種或幾種防雷改進(jìn)措施，確保工廠的安全運(yùn)行。（摘編自《電氣技術(shù)》，原文標(biāo)題為“黃丹電廠防雷系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析”，作者為曾華。）