高原地区防雷接地施工技术探讨

云南高原山地风电场集电线路防雷探讨发布时间：2021-11-01T07:16:18.848Z 来源：《新型城镇化》2021年20期作者：范贤旗[导读] 高原山地风电场集电线路的防雷对电场的经济效益影响至关重要。

国家电投云南国际新能源事业部云南昆明650228摘要：云南高原山地风电场地形复杂，大部分处于山脊地带，海拔高，沟壑纵横交错，集电线路多采用架空方式，由于受地理环境、气候影响，集电线路遭受雷击机率较大，雷击线路跳闸给电场带来很大的经济损失。

因此，本文介绍高原山地对防雷的影响及防雷措施，结合某风电场集电线路防雷改造取得的效果，探讨云南高原山地风电场集电线路防雷措施。

关键词：高原山地；集电线路；防雷0引言风电场集电线路的作用是将风机产生的电能汇集到升压站，经变压器升压后通过高压线路送出。

集电线路一般采用架空或电缆埋地敷设，电压等级一般为 35kV，云南高原山地风电场，由于地形复杂，风电项目绝大部分处于山脊地带，海拔高，沟壑纵横交错[1]，集电线路多采用架空方式。

集电线路产生雷击事故时，不但会造成集电线路所带风机均脱网，影响风电场发电，增加风电场维护工作量，还可能造成雷电波沿线升压变电站，引起变电设备的损坏。

因此，高原山地风电场集电线路的防雷对电场的经济效益影响至关重要。

1高原山地对防雷的影响1.1气候影响云南地处云贵高原，其中山地高原约占全省面积的 94%，平均海拔约为 2000m，随着海拔的增加，大气压力下降，相对空气密度也随着下降，须提高绝缘水平防止雷击瞬态过电压。

另外，云南高原风电场位于群山之中，沿山势走向呈带状分布于高山之巅，气候恶劣，在自由大气中，平均海拔每升高 100m，气温约降低 0.60℃。

1.2风向影响云南地区以西南风为主，风电场以南北向“一”型带状布置位例，气流的流动方向直接导致整个风电场部分集电线路雷击概率的增加。

风电场最南端的集电线路遭雷击概率大幅度增加。

1.3地质影响云南高原是典型的喀斯特地貌，石灰岩分布广布，而影响接地电阻的主要因素有土壤电阻率，接地体的尺寸、形状、埋入深度、接地线与接地体的连接等，其中，土壤电阻率对接地电阻的大小起着关键性作用。

工 程 技 术
青藏 高原地 区 １ ０ ｋ Ｖ架 空配 电线路 防雷措 施研 究
刘 国 强
国网青海 省 电力公 司海 东市 乐都 区供 电公 司 青海 海东
摘
８ １ ０ ７ ０ ０ 来自要： 本 文针 对 青藏 高原 地 区年 雷暴 日数远 高 于 同纬度地 区， １ ０ ｋ Ｖ架 空配 电线路 易遭 受 雷击 ， 造 成配 电线路 发 生 Ｉ ｘ － ］ ￣， 架空 导线 雷击
高线 路 的耐 雷 水平 ， 但 是 因长 期 承受 工 频 电 压 ， 还 要 间 歇 地 承受 雷 电过 电压及 工频 续流 ， 很 容易 老化 而产生 故 障 。为弥 补这种 缺 陷 ， 可 在 １ ０ ｋ Ｖ配 电线 路 上使 用带 串联外 间 隙 的氧化 锌避 雷器 。氧 化锌 阀 片具 有很 理 想 的非 线 性 伏 安特 性 ， 在 额 定 电压 下 ， 其 对 应 的 电流 一 般 不超 过 Ａ。因此 ， 氧化锌 阀片在工 作 电压 下相 当于一 个绝 缘体 。 由于 氧化 锌 的理 想非 伏安 特 性 ， 氧 化锌 避 雷器 在 正 常运 行 中不 受 工 作 电压 的影 响 ， 因而 避免 了 自带火 花 间 隙 的一 系列 缺点 。相 比 带火 花 间 隙 的传统 避 雷 器 ， 氧 化 锌 避雷 器 具 有 耐污 性 能好 ， 无 放 电 时延 等优 点 ， 因而 有更 低 廉 的制造 和维护 成本 和 更好 的保 护性 。在 实际 的线 路 防 雷工 作 中 ， 应 结 合 实 际经 验 ， 在 重 要 配 电线 路 和 易遭 受 雷 击段 每基 杆 塔安 装 串联外 间隙 的氧化 锌 避雷 器 ， 可 以 以较 低 的 经济成本保证配电线路防雷的可靠性。 ３ ． ３ 降低 接 地 电 阻 防 雷接 地 是 １ ０ ｋ Ｖ架 空 配 电线 路 的 一 项重 要 防雷措 施 ， 其作 用是 将 雷 电流 引入 大地 从 而降低 雷 电流流 过 防 雷 保 护 装置 时 引起 的 电位升 高 。而 接地 电阻是指 土 壤 的 电阻 大小 ， 它 反映 了 电流在 土 壤 中的传 导 能力 。接 地 电阻越 小 ， 接 地装 置 对 雷 电 流的导 流效 果越 明显 。因此 降低接 地 电阻能 有效 地提 高 防雷效 果 。 青 藏高 原地 区地 质情况 复杂 ， 地层 多 为砂 、 石， 土 壤 电导 率差 ， 个 别 地段 为冻土层 ， 土壤冻结 深度 达 １ ｍ以上 。且 由于气候干 旱 ， 土壤 松 散、 干燥 ， 保 湿性差 ， 致导 电性 差 。 针 对这种情 况 ， 可在 土壤 干旱 松散 地 段的配电线路水平接地体周围施加高效膨润土降阻防腐剂， 必要时进 行换 土 ， 以降低 土壤 电阻率和 防止接地体 被腐蚀 而影响 接地效 果 。但 在个别 土壤 电阻 率很 高并有 冻 土 的地 区线 路 ，降阻 剂 的效 果并 不 明 显， 且换 土困难 ， 此 时可采用 具有 吸湿 、 保湿 、 接地 电阻 低 、 耐 冲击 电流 和耐工频 电流性 能 良好 的垂直 接地模块 ， 来 满足对 接地 电阻 的要 求嘲 。

高原地区高压输电线路防雷措施探讨摘要：雷电作为一种自然现象，可以对其进行预测，但还没有有效的控制方法，这也导致当前并没有绝对能够防雷的设施。

在对高压架空输电线路防雷过程中，需要针对当地的实际情况来制定切实可行的防雷措施，采用科学的防雷设计来有效的降低雷击跳闸事故的发生。

关键词：高原输电；线路防雷；措施探讨一、高压架空输电线路防雷存在的缺陷1、绝缘子使用存在隐患当前在高压架空输电线路上使用的绝缘子有陶瓷绝缘子、钢化玻璃绝缘子及合成绝缘子等三种类型。

在陶瓷绝缘子在输电线路上运行时，由于其笨重易碎，而且强度较代，易劣化成零值班，这就使其极易成为过电压薄弱之处，从而在闪络发生时被穿。

而钢化绝缘子在雷击发生时，极易出现裸串情况，而且在运行初期自爆率较高。

合成绝缘子在运行过程中发生串是较为常见问题，而且还存在老化的隐患。

2、塔杆可能存在隐患塔杆作为高压架空输电线路输电线的支撑物体，多以钢材和钢筋混凝土材料为主。

在高压输电线路中多以钢筋混凝土杆为主，主要由内部钢筋、横担和接地装置等部分组成。

钢筋混凝土杆运行时间较长后，塔杆会发生严重的裂化和风化情况，而且在雷击作用下，杆内钢筋闪电会导致高温产生，从而导致水泥杆爆裂问题发生。

另外当雷击击中拉线时，也会导致拉线过热，使其机械强度发生变化，从而导致倒杆事故发生。

3、避雷线防雷存在隐患一旦输电线受到雷击时，则导线会有较大的过电压产生，在这种情况下，双避雷坶则会有效的将导线遮住，将其避雷线的重要作用很好的体现出来，使雷电全部击中避雷线，产生雷电流经过杆塔被引入到地下。

利用避免线进行防雷过程中，保护角、避雷针线与保护导线之间的连线及与避免线铅垂形成的角度等对于防雷效果都十分关键。

当前避雷线已成为我国高压架空输电线路必不可少的防雷设施，但即使这样，也不能绝对实现对雷电的防护，还是会有雷电击中导线的问题发生。

4、接地装置存在隐患接地装置作为接地电极与地下连接网之间相连的设施，高压架空输电线路接地装置的隐患可能会来自于两个方面：其一，当对接地装置进行施工时，如果没有严格进行质量控制，则会导致接地线的预埋深度和长度达不到规范要求的标准，从而导致接地装置的电阻会发生变化，使雷击事故隐患发生。

重点关注风电场中设备绝缘水平较低、容易发生设备故障， 且现场更换维修困难的风力发电机组和厢式变压器
高原风电场防雷接地经验
雷击故障案例
风电场“9.10”雷击故障 2010年9月10日21时28分和21时36分风电场35kVⅠ回线及 35kVⅢ回线分别遭受雷击，造成15#、19#、23#、27#、 31#、38#六台风机停运。
高原风电场防雷接地经验
风电场防雷系统
风机防雷
1、严格保证风机的接地电阻值不大于 4欧。 2、针对高原风电场土壤电阻率较高的特点，在外延地网的主干线上可以增 加专用的电解地极，通过它不间断的释放等离子体，增加与大地的良好接触， 降低接地电阻值。要求电解地极具备免维护的特点，能够保证在20年内正 常工作。 3、与风机结合在一起的所有的金属件都应等电位连接在一起，并与防雷装 置相连。 4、接地系统有直通大地的连接，等电位连接网不设单独的接地装置。 5、接地电缆的敷设平直、整齐。若转弯时，弯曲半径应大于导线直径的10 倍。 6、风机基础接地网采用内外两个均压环，两环之间不少于三点直接连接。 7、将塔底控制柜的接地系统与风力发电机组雷电流引下系统的连接断开， 防止雷电反击造成塔底控制柜控制元器件损坏。 8、在风机电控系统中的对电压敏感易损坏的开关量和模拟量的信号线路在 进入主控模块前加装第三级SPD。 9、检查防雷接地回路中熔断器容量是否满足要求。
高原风电场防雷接地经验
雷击故障案例
风电场“9.10”雷击故障
高原风电场防雷接地经验
雷击故障案例
风电场“9.10”雷击故障
故障处理： 3、现场试验。用万用表测量箱变高压侧熔管通断、 检查低压侧设备绝缘及接线情况。用直阻测试仪测 量箱变高低压绕组直阻情况。用绝缘测试仪做高压 电缆等绝缘测试。箱变绝缘油送检。