電力系統(tǒng)防雷措施

摘要：雷擊是除自然災(zāi)害和外力破壞之外影響電網(wǎng)安全運行的首要因素，而電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行，對我們的日常生活、工作至關(guān)重要。因此，世界各國電力系統(tǒng)都投入很大的人力物力開展有關(guān)研究以應(yīng)對雷電影響。文章論述了電力系統(tǒng)防雷措施，以確保電力系統(tǒng)安全運行。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；雷害風(fēng)險分布圖；輸電線路差異化防雷改造；雷電定位系統(tǒng)

中圖分類號：TM862文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2374（2012）10-0142-02

電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行，必然會給人們提供穩(wěn)定的供用電等電源，進而實現(xiàn)各行各業(yè)的積極運轉(zhuǎn)、經(jīng)營等。電力系統(tǒng)的安全運行對于我們的日常生活、工作至關(guān)重要，尤其是在計算機技術(shù)迅速發(fā)展的今天。但不可否認(rèn)的是，電力系統(tǒng)在運行中，除了機械故障、系統(tǒng)故障外，還有其他不可抗力因素對其安全運行會造成嚴(yán)重影響，其中就包括雷電這一自然災(zāi)害因素。雷擊是除自然災(zāi)害和外力破壞之外影響電網(wǎng)安全運行的首要因素，世界各國電力系統(tǒng)都投入很大的人力物力開展有關(guān)研究以應(yīng)對雷電影響。

一、繪制雷害風(fēng)險分布圖

各地區(qū)根據(jù)各地的實際情況積極繪制本地的地區(qū)雷害風(fēng)險分布圖，為提高本地區(qū)電網(wǎng)輸電線路防雷技術(shù)管理水平提供可靠依據(jù)。國家電網(wǎng)公司下發(fā)《關(guān)于印發(fā)架空輸電線路差異化防雷工作指導(dǎo)意見的通知》，對雷電監(jiān)測及雷害統(tǒng)計分析、雷區(qū)分布圖繪制等工作提出具體要求，進一步規(guī)范架空輸電線路差異化防雷工作，提高輸電線路防雷技術(shù)管理水平。各地應(yīng)該積極組織生產(chǎn)技術(shù)部、技術(shù)中心等技術(shù)力量，成立專項工作組，根據(jù)文件要求開展本地區(qū)雷害風(fēng)險分布圖繪制工作。

雷害風(fēng)險分布圖繪制工作專業(yè)性強、工作量大，為深入掌握雷擊故障時空分布規(guī)律和特點，需要專業(yè)技術(shù)人員連續(xù)奮戰(zhàn)，統(tǒng)計歷年來本地區(qū)雷擊線路故障的每一條詳細(xì)記錄，并且對這些雷電數(shù)據(jù)進行具體分析，這樣才能摸清本地區(qū)雷電分布的統(tǒng)計規(guī)律，并結(jié)合地形地貌、電網(wǎng)特征、絕緣配置及運行經(jīng)驗，按要求完成分布圖繪制。

雷害風(fēng)險分布圖的繪制完成，對全面開展架空輸電線路差異化防雷工作，實現(xiàn)不同區(qū)域、不同電壓等級、不同重要線路耐雷水平和防雷措施的差異化配置具有關(guān)鍵性指導(dǎo)意義，將顯著提高骨干網(wǎng)架、戰(zhàn)略性輸電通道和重要負(fù)荷供電線路的防雷水平，減少雷害造成的電網(wǎng)和設(shè)備故障，保障大電網(wǎng)安全可靠運行。

二、積極推進輸電線路差異化防雷改造

輸電線路差異化防雷改造是一項新的防雷措施。各個地區(qū)根據(jù)本地的情況，都分別制定了適合本地區(qū)的防雷改造措施。下面分以江西和北京兩個地區(qū)進行說明。

近年來，隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展和強對流天氣的增多，雷害故障呈現(xiàn)出新的特點，輸電線路防雷工作面臨新的課題。江西是雷電活動高發(fā)區(qū)域，輸電線路雷擊跳閘頻率較高。據(jù)統(tǒng)計，2005年以來，江西電網(wǎng)累計發(fā)生110千伏及以上線路雷擊故障814次。

江西省電力公司積極推進輸電線路差異化防雷工作，43回220千伏及以上線路列入第一批試點改造工程，10月份起開始實施，要求在第二年雷雨季節(jié)前全面完成。

江西公司積極貫徹國網(wǎng)公司《架空輸電線路差異化防雷工作指導(dǎo)意見》，迅速開展輸電線路差異化防雷研究及試點工作。該公司在認(rèn)真分析總結(jié)近10年來全省雷電活動數(shù)據(jù)和輸電線路防雷工作實踐的基礎(chǔ)上，形成了《江西電網(wǎng)防雷深化研究報告》。近期出臺了《江西電網(wǎng)輸電線路差異化防雷工作實施細(xì)則》。

為了穩(wěn)步推進輸電線路差異化防雷工作，江西公司決定選擇在重要斷面線路、重要負(fù)荷線路和雷擊跳閘率較高線路上試點開展差異化防雷改造。目前，第一批試點線路改造方案已確定，500千伏羅安線等43回220千伏及以上線路被納入改造工程，累計改造線路長度2670公里，主要采取降低接地電阻、加強絕緣，安裝線路避雷器等手段，“補強”雷電災(zāi)害區(qū)線路段的防雷、耐雷水平。據(jù)介紹，江西公司在第一批試點線路改造工作10月份啟動實施的同時，第二批改造方案正在研究制訂中，相關(guān)改造工程要求在明年雷雨季節(jié)前全面完成。

北京公司完成了對220千伏安左線和110千伏麗蒼線兩條輸電線路的差異化防雷評估工作。這是該公司采用先進的差異化防雷技術(shù)，切實提高重要供電線路防雷水平的具體舉措。

近兩年來，北京的雷雨天氣異常頻繁，因雷擊造成的線路故障屢有發(fā)生。北京公司及時總結(jié)度夏經(jīng)驗，梳理電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)，有針對性地開展了輸電線路差異化防雷評估工作。公司綜合分析了安左線和麗蒼線線路走廊的雷電活動情況、地形地貌情況、線路結(jié)構(gòu)情況等特征，研究線路的防雷特性，對其雷擊閃電風(fēng)險進行綜合評估，同時對線路加裝防雷措施后的防雷性能效果進行了預(yù)評估。

在評估過程中，北京公司運用雷電監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)及相關(guān)資料，對線路進行了雷電參數(shù)統(tǒng)計和線路特征參數(shù)統(tǒng)計，在此基礎(chǔ)上，采用有針對性的、差異化的防雷計算分析模型對線路逐基桿塔進行防雷計算，評估每基桿塔的耐雷性能和易閃絡(luò)原因，制定針對性的防雷措施以及治理方案，并對防雷改造方案實施之后的雷擊跳閘率再次進行計算，評估防雷改造的效果。

據(jù)北京公司相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，以往輸電線路雷擊風(fēng)險評估一般只計算線路中的幾基典型桿塔在典型地形地貌和傳統(tǒng)雷電參數(shù)下的雷擊跳閘率，分析內(nèi)容不全面，評估結(jié)果不直觀。而差異化防雷技術(shù)充分考慮了輸電線路時間與空間的差異，綜合考慮了輸電線路的各種因素及特征，采用了基于雷電監(jiān)測系統(tǒng)獲取的雷電參數(shù)，逐基桿塔進行計算?！斑@可以幫助輸電線路設(shè)計和運行部門更加細(xì)致、有針對性地采取防雷措施來提高線路的防雷性能，從而更加精細(xì)化地管理電網(wǎng)?！?/p>

目前，北京公司已在全面細(xì)致評估的基礎(chǔ)上明確了安左線和麗蒼線的綜合防雷改造方案，并將按照方案逐步開展線路的防雷整治工作。

三、建設(shè)基本覆蓋全國的雷電定位系統(tǒng)

雷擊是除自然災(zāi)害和外力破壞之外影響電網(wǎng)安全運行的首要因素，世界各國電力系統(tǒng)均投入大量人力物力開展相關(guān)研究應(yīng)對雷電影響。為提高我國電網(wǎng)抵御雷電災(zāi)害的能力，國家電網(wǎng)積極開展雷電監(jiān)測技術(shù)研究與應(yīng)用，截至目前，公司所屬國網(wǎng)電力科學(xué)研究院利用研發(fā)的雷電定位系統(tǒng)已建立了國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)兩大雷電監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了對全國除臺灣省外的33個行政區(qū)域和90%以上電網(wǎng)的覆蓋，對輸電線路雷擊故障點的快速定位精度已優(yōu)于500米、探測效率超過85%，有效解決了省際間存在的雷電監(jiān)測盲區(qū)，大大提高了電網(wǎng)的雷擊預(yù)警與應(yīng)急處理能力，保障了電網(wǎng)安全運行，并使我國成為世界上繼美國之后第二個在大規(guī)模雷電定位監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的國家。

經(jīng)過多年的雷電定位系統(tǒng)建設(shè)運行，國家電網(wǎng)所屬國網(wǎng)電科院已在全國建設(shè)了486個雷電探測站，37個數(shù)據(jù)中心站，累積了二十余省份，長達(dá)11年，多達(dá)12億條的雷電監(jiān)測數(shù)據(jù)。通過樣本整理和數(shù)據(jù)挖掘分析，獲得了各區(qū)域以及特高壓工程等輸電線路走廊的雷電活動規(guī)律及特征參數(shù)，為電網(wǎng)防雷設(shè)計提供了重要技術(shù)參考，成為我國電網(wǎng)防雷減災(zāi)的基礎(chǔ)技術(shù)平臺。同時，作為防雷領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)成果，以京滬高鐵、張北光伏電站等防雷項目為起點，國網(wǎng)電科院正將電力系統(tǒng)先進成熟的防雷技術(shù)推廣應(yīng)用至能源、航天、航空、高鐵、石化、軍事、通信等其他領(lǐng)域，對提高我國各行業(yè)整體防雷技術(shù)水平具有重要意義。

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作者簡介：朱長榮（1971-），男，河北唐山人，供職于華北電力大學(xué)，研究方向：電力系統(tǒng)輸電線路。

（責(zé)任編輯：劉艷）