某高爐區(qū)域110 kV線路防雷治理的實踐

尹世謙

（天鐵集團機械動力處，河北涉縣 056404）

引言

天鐵集團地處河北省涉縣境內(nèi)，位于太行山東麓，河北省西南部，晉冀豫三省交界處。近年來，夏秋季節(jié)是涉縣雷電災(zāi)害的多發(fā)期，據(jù)統(tǒng)計，天鐵集團電網(wǎng)從2010年到2016年的7年時間內(nèi)，企業(yè)電網(wǎng)桿塔線路11次遭受雷擊，最嚴重的一次是6#高爐區(qū)金莊站110 kV線路遭受雷擊，高爐鼓風機停機停電，導致2500 m3高爐30個風口中的18個風口灌渣，造成高爐停產(chǎn)36 h，給企業(yè)造成了很大損失。

1 基本狀況

1.1 金莊110 kV變電站

天鐵集團6#高爐區(qū)的金莊110 kV變電站有2×63 MVA變壓器2臺，2×50 MVA變壓器2臺，110 kV線路采用4回進線，10 kV出線有4段母線，主要供電負荷是高爐容積為2500 m3的6#高爐系統(tǒng)、360 m2燒結(jié)機的四燒系統(tǒng)、兩座7 m60孔大型復(fù)熱式焦爐系統(tǒng)以及相應(yīng)配套的原料、公輔系統(tǒng)，其中6#高爐鼓風機的電機功率為38000 kW，屬冶金系統(tǒng)一類供電負荷，對金莊變電站的安全運行和供電可靠性要求高。

1.2 金莊110 kV線路基本參數(shù)

金莊站接線示意圖，如圖1所示。

圖1 金莊站接線示意圖

110 kV崇金Ⅰ、Ⅱ回線，全線（除金莊站側(cè)的終端塔外）同塔架設(shè)，起于上級220 kV崇州站，止于110 kV金莊站，全長8.28 km，導線LGJ-300/25，地線 1×7/3.2（GJ-50），共 36 基鐵塔。

110 kV玉金Ⅰ、Ⅱ回線，玉金Ⅰ線2#～12#與玉金Ⅱ線3#～13#同塔架設(shè)，起于上級220 kV玉林站，止于110kV金莊站，全長2.7km，導線LGJ-300/25，地線 JLB40-95鋁包鋼絞線、16芯OPGW，玉金Ⅰ線共12基鐵塔、玉金Ⅱ線共13基鐵塔。

以上4條線處于涉縣境內(nèi)山區(qū)，海拔600～800 m，崇金Ⅰ、Ⅱ線的 32#～36#、玉金Ⅰ線 7#～11#、玉金Ⅱ線的8#～12#基本上沿山脊山坡外側(cè)。

直線塔采用ZGU2型，鐵塔的地線對中相導線的防雷保護角13.05°，轉(zhuǎn)角塔采用JGU2、JGU3、9660型，地線對中相導線的防雷保護角17°、18.3°、17.7°；終端塔采用DSN型，地線對中相導線的防雷保護角17°。采用合成絕緣子FXBW-110/100。在金莊站采用電纜進線的是崇金Ⅰ、玉金Ⅱ線。

1.3 桿塔線路雷擊故障

金莊站曾多次遭雷擊停電，經(jīng)過人工實地巡線發(fā)現(xiàn)、確認：

玉金Ⅰ線11#塔B相（上）、C相（下）有雷擊痕跡（本桿塔與玉金Ⅱ線12#同塔）。

玉金Ⅱ線12#塔B相（上）、C相（中）有雷擊痕跡。崇金Ⅰ線18#塔C相（下）有雷擊痕跡。

1.4 桿塔接地電阻

經(jīng)過對金莊站線路共49基桿塔的逐個實際現(xiàn)場測量，110 kV崇金Ⅰ、Ⅱ和玉金Ⅰ、Ⅱ線路實測接地電阻值見表1。

實測結(jié)果顯示，受客觀自然山地環(huán)境影響，有的桿塔接地電阻值已經(jīng)不符合規(guī)范應(yīng)小于10 Ω的要求。

2 防雷治理措施設(shè)計思路

為有效降低線路的雷擊掉閘率，保證高爐生產(chǎn)正常運行，對玉金線、崇金線進行防雷治理，采取四項治理措施。

2.1 接地電阻

對實測接地電阻大于10 Ω的桿塔進行逐基治理，治理后的桿塔接地電阻應(yīng)小于10 Ω。

2.2 絕緣差異化

同塔共架的雙回路線路采用不同的絕緣配置，避免造成雙線雷擊同時停電。

2.3 防雷側(cè)針

在轉(zhuǎn)角塔的外角側(cè)加裝防雷側(cè)針，加裝側(cè)針的桿塔接地電阻必須小于7 Ω。

2.4 線路型避雷器

在相鄰桿塔落差較大、有雷擊記錄、保護角不足的桿塔采用線路型避雷器。

3 防雷治理措施的實施和要求

表1 110 kV崇金Ⅰ、Ⅱ和玉金Ⅰ、Ⅱ線路實測接地電阻值 Ω

3.1 接地電阻

對于實測接地電阻測量表中70 Ω及以上的7基鐵塔的接地電阻，采用接地模塊進行降阻，將原接地體焊接到適當長度，并全部換好土回填，測量數(shù)據(jù)要小于10 Ω。

接地模塊施工：在放射線上每隔3 m交叉布置一塊接地模塊。模塊開挖長1.0 m、寬0.4 m、深0.6 m的方坑（與接地體同深）。放入接地模塊，石塊較多的地方應(yīng)先在底層鋪上一層細土，平放模塊，與主地網(wǎng)焊接，刷漆防腐。接地裝置平面布置圖（4根射線）、接地裝置布置剖視圖、接地模塊施工圖（側(cè)視圖，模塊平放）分別如圖2、圖3、圖4所示。

圖2 接地裝置平面布置示意圖（4根射線）

圖3 接地裝置布置剖視圖

圖4 接地模塊施工圖（側(cè)視圖，模塊平放）

3.2 絕緣差異化

在保證直線串對桿塔間隙的前提下，雙回路的加強其中一回的直線塔的絕緣。經(jīng)風偏校驗，在以下鐵塔的上、中相的絕緣子串導一端加裝1片XWP-100瓷絕緣子，結(jié)構(gòu)高度146 m。瓷絕緣子安裝之前，用5000 V搖表測試，絕緣電阻不得小于500 Ω。該瓷絕緣子上端與合成絕緣子下端的球頭連接，下端直接與懸垂線路夾連接。

玉金Ⅰ線：N11，雙串，4 片。

崇金Ⅰ線：N15，雙串，4 片。N20、N21、N36，雙串，4片。計16片。

3.3 防雷側(cè)針

避雷側(cè)針成品采用熱鍍鋅防腐，施工時不拆卸橫擔的水平材、打孔時不敲擊，防止對現(xiàn)場桿塔造成不利影響。

防雷側(cè)針示意圖，如圖5所示。

安裝塔號：

玉金Ⅰ線（玉金Ⅱ線）：N3(N4)、N5(6)、N7(N8)、N9(N10)、N10（N11）共 5 基。

崇金Ⅰ及Ⅱ線：N11、N18、N19、N22、N30、N32、N34、N35，共 8 基。

圖5 防雷側(cè)針示意圖

3.4 線路型避雷器

在以下鐵塔上安裝避雷器（共12只）：

玉金Ⅰ（11號）中線、下線各1只；玉金Ⅱ（12號）中線、下線各1只。共4只。

玉金Ⅰ（10號）中線、下線各1只；玉金Ⅱ（11號）中線、下線各1只。共4只。

崇金Ⅰ（N18）下線1只，（N19）中線1只，共2只。

崇金Ⅰ（N15）中線、下線各1只，共2只。

4 防雷治理效果

金莊站110 kV線路防雷治理措施實施完成投運，到目前經(jīng)過了兩年的雷雨季節(jié)考驗，金莊變電站沒有出現(xiàn)雷擊停電，防雷效果良好。下一步，將繼續(xù)關(guān)注防雷設(shè)施的運行情況,不斷進行防雷設(shè)施的完善和改進，加強防雷設(shè)施的維護，做好雷雨天氣的應(yīng)急預(yù)案，防雷減災(zāi)，是個永恒的主題。