变电设备雷击跳闸率综合降低对策

张治中

摘 要：变电设备雷击跳闸严重影响着人们的生产生活，必须要采取有效对策予以防范。本文结合本地区的具体情况分析了造成变电设备雷击跳闸率居高不下的原因，在此基础上结合笔者的实践经验提出了几条降低变电设备雷击跳闸率的对策，以期能够提升我国变电设备的赖雷击水平。

关键词：变电设备；雷击跳闸；综合对策；降低

0 引言

随着社会经济的发展以及人们生活水平的不断提高，人们对于电力的依赖程度在显著增加，然而由于多方面因素的影响，变电设备雷击跳闸率一直居高不下，这给人们的生产生活带来了很多的不变[1]。造成雷击跳闸率居高不下的原因关键还是管理不善，比如接地电阻测试方法不合理、测试结果不准确等等[2-3]，这些因素都能够通过加强管理来予以避免。笔者认为，要想有效降低变电设备雷击跳闸率，应该重点从接地网改造着手，确保接地装置在我们的控制范围内，结合相关管理实践经验来制定有效的防雷对策，只有这样才可以确保变电设备的稳定运行。

1 雷击跳闸率居高不下原因分析

某地区多年以来，包括输电线路、变电设备等在内的电气设备经常遭遇雷击跳闸事故，事故率一直以来都相对较高，雷击跳闸率过高必然会严重威胁整个电网的安全稳定运行，最终使得人们无法进行正常用电，如表1所示为近年以来某地区具体的雷击跳闸统计状况，从表中数据可以看出，电网遭遇雷击跳闸的概率还是非常高的。

笔者结合实际情况分析认为，造成雷击跳闸率居高不下的原因主要有下面几个方面：

（1）针对很多线路或者设备的接地电阻进行测试，结果表明，巨大部分接地电阻的测量结果都相对偏高，部分为严重偏高，如图1所示为具体测试结果。

（2）水泥杆导通电阻远远超过规定值。针对某110kV线路中的3根塔杆的导通电阻进行了测量，结果分别为120Ω、135Ω和220Ω，另外，还通过标准射线测试法进行了测试，所测得的结果分别为2.6Ω、8.6Ω、9.7Ω，如图2所示。众所周知，在遭遇雷击的时候，接地设施以及杆塔接地通道是最有效的电流疏通通道，如果导通电阻阻值非常大，即便是接地电阻阻值非常低，还是无法充分发挥疏通电流的效果，导致整个线路的抵抗雷击水平大幅度降低。

（3）在针对杆塔接地电阻进行测量时测试不到位，或者所使用的测试方式不是非常规范。很多工作人员都是通过摇表进行测试，电压极和电流极使用的分别是厂家原装的20 m和40 m测试线，但是很多线路杆塔的接地体射线长度D都超过了50 m，根据相关的要求，测试线的长度应该为（3–5）D，对比可以看出，测试线无法达到相关要求，最终后果就是接地电阻值实验测量结果只有实际电阻值的几分之一，误差较大时达到十几分之一。在相同的时间、相同的地点，但是采取测试布线方式不同时所得到的实验结果差异比较大，这说明测试布线方式对于测量结果有着较为显著的影响，无法真正代表准确结果。

（4）对于接地装置而言，根据有关规定，必须要定期按照10%的比例实施开挖检查。但是实际情况中却很难做到这一点，导致杆塔接地装置出现锈蚀等问题时无法及时发现并处理。

（5）不管是线路接地改造工程还是线路接地新建工程，普遍存在施工工艺不完善的情况，比如焊接或者埋深等不满足有关要求、施工过程中偷工减料、验收过程流于形式等。这些问题的存在都有可能导致线路塔杆接地电阻值不能满足有关要求。

（6）在设计接地工程时较为粗略，并没有针对土壤电阻率实施测量，使得接地电阻设计值不满足真实状况。

（7）设备台帐以及施工运行记录不完善，可信技术档案资料严重不足，导致防雷工作缺少针对性，无法有针对性的采取有效措施来应对雷击。

2 变电设备雷击跳闸率综合降低对策

变电设备遭遇雷电损害的方式有很多中，常见方式主要有以下几种：直击或者绕击导线、雷击塔杆顶或者避雷线、反击以及感应雷击等。在实际操作中，我们应该从变电设备遭遇雷电损害的方式入手，在此基础上采取多管齐下、疏堵并举的措施来降低变电设备雷击跳闸率。如表2所示为变电设备遭遇雷电损害不同方式所对应的统计概率值。

从表中数据可以看出，虽然变电设备遭遇雷电损害的方式有很多种，但是不同方式出现的概率值存在显著的差别，如雷击避雷线出现的概率最高。因此，需要从不同雷击方式出现的概率值入手，明确日常防雷工作中的关键点。

对于变电所而言，必须要根据相关规定要求进行优化配置，避免雷电直击避雷针的情况出现，采取有效手段尽可能地减小接地电阻，对接地引线导通性进行严格测试和检测，对地网和避雷针的连接采取措施予以隔离，保证构架的接地以及导通性均能够满足要求；另外，适当加大瓷瓶爬距，对避雷器进行优化配置，提升高冲击闪络电压值。最重要的是对变电设备的冲击闪络电压值进行合理选择。

雷电直击导线出现的概率比较低，并非防雷工作的重点，雷击杆塔顶和避雷线出现的概率要打很多，从概率上来看，这是引起线路跳闸的最主要因素，同时，该部分具有很高的可控性，因此，怎样采取有效措施来减小雷击杆塔顶和避雷线是我们防雷工作中必须要予以高度重视的。

具体措施如下：

（1）提升设计水平以及设计深度，认真贯彻落实相关规定要求。彻底了解并掌握本地区的雷电活动规律以及强度大小。在设计线路接地之前必须要做好调查研究工作，对于不同土质的土壤电阻率进行严格测量，在此基础上设计出来的塔杆接地装置才能够满足要求。接地电阻值通常情况下应该保证不超过10Ω。为了能够从根本上解决电杆导通问题，省去不必要的导通测量工作，引线可以采取明显外引的方式来进行连接，对于110kV及以上接地系统其接地引线的截面面积必须根据相关理论公式进行严格计算之后再确定，引线材料必须要选择热镀锌钢材，通过可拆卸螺栓进行连接，埋设接地体的深度必须要大于0.6m。

（2）完善施工工艺，在施工过程中认真贯彻落实相关施工以及验收规范。不管是接地线与接地极之间还是接地线与接地线之间的焊接都应该达到相关要求，在焊接位置还需要刷涂防腐材料。对于隐蔽工程必须要严格执行签证制度。

（3）接地工程在进行验收时必须要严格，真正起到验收整改的作用。认真贯彻落实移交生产时的签字验收制度。在进行移交时必须要提供所有接地装置的安装敷设竣工图、所有接地电阻实际测量结果（注明采取的测量条件以及方式）以及中间签证。在验收过程中，还需要针对全部接地电阻值进行测量，同时要接受运行部门的监督，只有所有接地电阻值都满足要求之后才算验收合格。

（4）对测试方法进行标准化，完善测试记录，加大接地设置监测手段。对于存在架空地线、长度非常长以及电杆导通状况优良的线路可以全部通过钳形表进行测量，当外界干扰比较大的时候，可以通过普通摇表以不放线的两极法进行测试，而对于其他塔杆通过补偿法或者普通摇表法进行测量，电压极测试线长度应该是接地体射线的2.5倍，电流极测试线的长度应该是接地射线的4倍，同时两根测试线之间的夹角必须要为零，在垂直于线路的方向上来布设测试射线。

（5）对于运行时间达到5年的线路，每年需要按照10%比例对接地装置进行开挖检查，以查看其腐蚀状态，对于运行时间达到5年的变电所每年都需要进行开挖检查。定期针对线路以及变电所的接地电阻进行测量，必须要时刻掌握接地装置的状态，确保其有效性。

（6）降低避雷线保护角，对于35kV及以上线路应该通过双地线的方式来进行保护，对于110kV及以上线路应该通过双避雷线方式来进行保护。通过这种方式可以尽可能降低雷电直击导线发生的概率，最好不要采取无地线保护的形式来避免雷击。

（7）提升线路耦合度，针对线路塔杆结构进行优化设计，对于易遭遇雷击的地区有必要装设耦合地线。

（8）强化变电所避雷针的维护保养工作及其管理。对于雷电直击变电所的预防工作而言，最有效的方式就是装设避雷针，通过装设避雷针能够显著的降低雷电直击变电所的频率。因此必须要采取有效措施来保证避雷针的有效性，对避雷针接地电阻进行定期测量，同时检查接地钢材的状态，如果发现存在腐蚀情况则必须要采取措施予以处理，严重时必须要实施改造。对各个变电站构架接地情况进行检查，在此基础上实现变电站各级电压避雷器的优化配置。

3 结语

综上所述，要想有效降低变电设备雷击跳闸率，应该重点从接地网改造着手，确保接地装置在我们的控制范围内，还需要综合考虑变电设备重要性、土壤电阻率、不同雷击方式出现的概率值等多方面因素，再结合相关管理实践经验来制定有效的防雷对策，与时俱进，采取最新地管理方法和技术来提升变电设备的耐雷水平，以确保变电设备的稳定运行。

参考文献

[1]范镇南，张桦，赵斌.一起变电站设备雷击事故的分析[J].变压器，2015，48（12）：62-66.

[2]朱维国.雷击对变电所电子设备的危害及其防护[J].河南化工，2015，27（8）：59.

[3]袁加林.35kV变电检修及输变电设备雷击事故策略探析[J].科技创新与应用，2015，（25）：213.

（作者单位：国家电网广安供电公司）