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摘 要：随着海拉尔油田电网不断扩大，架空线路不断增多，雷击线路跳闸故障频繁发生，严重威胁到电网供电的安全性、可靠性和经济性，要改善架空线路防雷问题，必须从雷电原理，雷电危害等方面入手，合理采取防雷措施，解决架空线路的防雷问题，降低因雷暴雨天气引发架空线路故障跳闸率。
关键词：架空线路；雷电成因；雷电危害；防范措施
1 前言
海拉尔油田电网主要是由3座110千伏变电所、5座35千伏变电所、4条110千伏架空线路、7条35千伏架空线路及52条10千伏架空线路构成，110千伏系统常断点在德一变110千伏德乌线开关处，上级电源分别是呼伦贝尔电业局呼伦变、东旗变，主要担负着海拉尔油田工业、生活用电，由于呼伦贝尔草原地处空旷，夏季雷暴雨天气较多，线路因雷击而引起的跳闸事故日益增多，对线路安全运行造成了严重威胁，每次事故巡线不但浪费了巨大的人力、物力，尤其是在夜间发生事故时，受环境因素影响，员工在巡视过程中，安全风险点增多，加大了运行维护人员的劳动强度，线路的防雷保护成了运行维护的重中之重，防雷工作迫在眉睫。
右图是2010年至2014年間，海拉尔油田电网10千伏及上架空线路各种故障跳闸数据统计，总跳闸次数339次，其中雷击跳闸次数149，占故障跳闸比例的44%。
2 雷电成因及危害
雷电按发生机理分感应雷和直击雷。感应雷原理简单说就是云层带有大量电荷，因此导线上感应相应的异种电荷，加上原来电量产生雷击过电压。直击雷有3种，一是雷击杆塔顶部，空旷的草原上塔顶最高，雷的特性就是首先击最高处；二是雷电绕过避雷线击于导线，导线带有大量电荷，电荷异性相吸，所以架空线路容易被雷击；三是雷击避雷线。海拉尔油田电网2010年至2014年9月份，共发生雷击35千伏及以上架空线路跳闸变电所失电事故24起，雷击10千伏架空线路跳闸125起，常见的故障现象是35千伏及以上架空线路因有架空地线保护，落雷点常是两个边相，10千伏架空线路常是雷击在配电变压器、柱上断路器及隔离开关等设备处，常引起架空线路绝缘子闪络，造成线路故障跳闸，油井停电，影响电网安全运行及经济效益。
3 雷击跳闸事故的防范措施
为提高架空线路的耐雷水平，降低线路的雷击跳闸率，在对线路进行防雷改造的同时，应综合考虑线路的运行方式、电压等级和重要程度，线路经过地区雷电活动强弱、地形地貌特点、土壤电阻率高低等自然现象，并结合实际的运行经验与方法，采取有针对性的防范措施。
3.1 加装可控放电避雷针。
该避雷针是一种主动型直击雷装置，当雷电场达到一定强度在引发强大的下行雷闪前，可控放电避雷针能自动连续反复产生上行雷闪（正极性）进入雷云底部，中和雷云电场（负极性）电荷，使其场强减弱，下行雷难以形成，这就保护了线路不被雷击破坏，该避雷针在国家电网多处已使用，运行经验成熟，维护方便，在海拉尔油田电网中，可以应用到110千伏线路经常发生雷击跳闸线路处，可有效减少因线路跳闸，造成变电所全停，油田负荷停运故障。
3.2 在易遭受雷击线路安装线路避雷器。
油田电网10千伏架空线路多安装氧化锌避雷器，由于全线安装造价比较高，而且存在长期运行可靠性和运行维护工作量等因素的限制，可根据几年来受雷击线路跳闸比较频繁的线路进行安装，掌握线路的运行现状及重要性，有针对性的选择装设地点，据几年来电网发生故障数据统计来看，经常发生雷击故障区域是乌东作业区、贝中作业区和呼一作业区，对这几个区域的10千伏线路全线排查，更换掉存在隐患的避雷器，并对易受雷击线路加装避雷器。
3.3 加强线路绝缘强度。
海拉尔油田属于高土壤电阻率地区，在油田建设新、改（扩）建线路初期，可采用多根放射型接地体或延伸接地体以及采用某种有效的降阻剂降低接地电阻值，并考虑材质的耐磨、耐腐蚀性等问题。在杆体选材时应充分考虑耐雷水平，布置导线时充分考虑导线的几何尺寸、导线波阻抗等因素，避雷线与导线的位置应适当，对杆体、导线尺寸进行最优化进行施工，对线路才会起到有效的保护。综上所述，采用加强绝缘的方法是最经济实用，也是最容易实现的，增大绝缘的效果，一是提高了绝缘水平，从而提高了反击和绕击的耐雷水平；二是降低了建弧率；三是减少了保护角。
3.4 架设耦合地线。
在110千伏及以上架空线路导线下方再架设一组地线，再架设一组地线，它的作用主要有两种，一是加强避雷器与导线间的耦合，从而减小绝缘子串两端电压的反击电压和感应电压的分量；二是增加了雷击塔顶时向相邻杆塔分流的雷电流，参考多家电力公司运行数据，耦合地线可使线路的雷击跳闸率降低50%左右。
3.5 架设简易避雷针。
通过近几年雷暴雨天气对线路造成跳闸的数据统计，发现每年7、8月份由于雷电造成架空线路事故跳闸现象比较频繁，而且事故发生地区相对集中，截至目前乌东作业区共计发生36次、贝中作业区共计发生44次，占故障总数的50%左右，在未对电网进行大规模的防雷改造前，可考虑在受雷击较多的区域架设简易的防雷装置，即：在原有不达标的废弃线杆上面架设简易的避雷针，选择雷区相对集中的区域高于原架空线路装设，这样既能废旧利用，又能起到防雷目的。
3.6 加强对防雷设备（设施）的定期巡视。
根据每年的故障类型统计表，有针对性的对架空线路分类、分批次的进行检查巡视。在对防雷设备的检查巡视中要注意观察避雷线、接地引下线、接地引上板、连接金具间的连接、固定以及锈蚀情况；接地线引下线是否有断股、断线的情况。对运行时间长、实测接地电阻达不到要求的，可以对地网进行开挖检查，看其是否严重锈蚀、埋入地下部分有无外露、丢失，以确保各部分都接触良好方可。若发现隐患及时组织消缺处理。
4 结束语
总之，影响架空输电线路雷击跳闸率的因素很多，有一定的复杂性，解决线路的雷害问题，要从实际出发，因地制宜，综合治理。在采取防雷改进措施之前，要认真调查分析，充分了解地理、气象及线路运行等各方面的情况，核算线路的耐雷水平，研究采用措施的可行性、工作量、难度、经济效益及效果等，最后来决定准备采用某一种或几种防雷改进措施。在了解雷电造成线路停电的故障类型及危害程度同时，定期开展有针对性的应急演练工作，全面提升员工应对突发事件的处置能力，发生事故时能按部就班的进行事故处理，缩短停电时间，尽快恢复故障线路供电，保障油田负荷用电的可靠性。
参考文献
[1] 方志. 架空线路防雷接地测试技术探讨[J].中国新技术新产品，2010（24）
[2] 孙宝银.35kV架空线路防雷措施[J].农村电气化，2006（4）
作者简介：关荣生（1978年7月-），男，成人大学，助理工程师
关键词：架空线路；雷电成因；雷电危害；防范措施
1 前言
海拉尔油田电网主要是由3座110千伏变电所、5座35千伏变电所、4条110千伏架空线路、7条35千伏架空线路及52条10千伏架空线路构成，110千伏系统常断点在德一变110千伏德乌线开关处，上级电源分别是呼伦贝尔电业局呼伦变、东旗变，主要担负着海拉尔油田工业、生活用电，由于呼伦贝尔草原地处空旷，夏季雷暴雨天气较多，线路因雷击而引起的跳闸事故日益增多，对线路安全运行造成了严重威胁，每次事故巡线不但浪费了巨大的人力、物力，尤其是在夜间发生事故时，受环境因素影响，员工在巡视过程中，安全风险点增多，加大了运行维护人员的劳动强度，线路的防雷保护成了运行维护的重中之重，防雷工作迫在眉睫。
右图是2010年至2014年間，海拉尔油田电网10千伏及上架空线路各种故障跳闸数据统计，总跳闸次数339次，其中雷击跳闸次数149，占故障跳闸比例的44%。
2 雷电成因及危害
雷电按发生机理分感应雷和直击雷。感应雷原理简单说就是云层带有大量电荷，因此导线上感应相应的异种电荷，加上原来电量产生雷击过电压。直击雷有3种，一是雷击杆塔顶部，空旷的草原上塔顶最高，雷的特性就是首先击最高处；二是雷电绕过避雷线击于导线，导线带有大量电荷，电荷异性相吸，所以架空线路容易被雷击；三是雷击避雷线。海拉尔油田电网2010年至2014年9月份，共发生雷击35千伏及以上架空线路跳闸变电所失电事故24起，雷击10千伏架空线路跳闸125起，常见的故障现象是35千伏及以上架空线路因有架空地线保护，落雷点常是两个边相，10千伏架空线路常是雷击在配电变压器、柱上断路器及隔离开关等设备处，常引起架空线路绝缘子闪络，造成线路故障跳闸，油井停电，影响电网安全运行及经济效益。
3 雷击跳闸事故的防范措施
为提高架空线路的耐雷水平，降低线路的雷击跳闸率，在对线路进行防雷改造的同时，应综合考虑线路的运行方式、电压等级和重要程度，线路经过地区雷电活动强弱、地形地貌特点、土壤电阻率高低等自然现象，并结合实际的运行经验与方法，采取有针对性的防范措施。
3.1 加装可控放电避雷针。
该避雷针是一种主动型直击雷装置，当雷电场达到一定强度在引发强大的下行雷闪前，可控放电避雷针能自动连续反复产生上行雷闪（正极性）进入雷云底部，中和雷云电场（负极性）电荷，使其场强减弱，下行雷难以形成，这就保护了线路不被雷击破坏，该避雷针在国家电网多处已使用，运行经验成熟，维护方便，在海拉尔油田电网中，可以应用到110千伏线路经常发生雷击跳闸线路处，可有效减少因线路跳闸，造成变电所全停，油田负荷停运故障。
3.2 在易遭受雷击线路安装线路避雷器。
油田电网10千伏架空线路多安装氧化锌避雷器，由于全线安装造价比较高，而且存在长期运行可靠性和运行维护工作量等因素的限制，可根据几年来受雷击线路跳闸比较频繁的线路进行安装，掌握线路的运行现状及重要性，有针对性的选择装设地点，据几年来电网发生故障数据统计来看，经常发生雷击故障区域是乌东作业区、贝中作业区和呼一作业区，对这几个区域的10千伏线路全线排查，更换掉存在隐患的避雷器，并对易受雷击线路加装避雷器。
3.3 加强线路绝缘强度。
海拉尔油田属于高土壤电阻率地区，在油田建设新、改（扩）建线路初期，可采用多根放射型接地体或延伸接地体以及采用某种有效的降阻剂降低接地电阻值，并考虑材质的耐磨、耐腐蚀性等问题。在杆体选材时应充分考虑耐雷水平，布置导线时充分考虑导线的几何尺寸、导线波阻抗等因素，避雷线与导线的位置应适当，对杆体、导线尺寸进行最优化进行施工，对线路才会起到有效的保护。综上所述，采用加强绝缘的方法是最经济实用，也是最容易实现的，增大绝缘的效果，一是提高了绝缘水平，从而提高了反击和绕击的耐雷水平；二是降低了建弧率；三是减少了保护角。
3.4 架设耦合地线。
在110千伏及以上架空线路导线下方再架设一组地线，再架设一组地线，它的作用主要有两种，一是加强避雷器与导线间的耦合，从而减小绝缘子串两端电压的反击电压和感应电压的分量；二是增加了雷击塔顶时向相邻杆塔分流的雷电流，参考多家电力公司运行数据，耦合地线可使线路的雷击跳闸率降低50%左右。
3.5 架设简易避雷针。
通过近几年雷暴雨天气对线路造成跳闸的数据统计，发现每年7、8月份由于雷电造成架空线路事故跳闸现象比较频繁，而且事故发生地区相对集中，截至目前乌东作业区共计发生36次、贝中作业区共计发生44次，占故障总数的50%左右，在未对电网进行大规模的防雷改造前，可考虑在受雷击较多的区域架设简易的防雷装置，即：在原有不达标的废弃线杆上面架设简易的避雷针，选择雷区相对集中的区域高于原架空线路装设，这样既能废旧利用，又能起到防雷目的。
3.6 加强对防雷设备（设施）的定期巡视。
根据每年的故障类型统计表，有针对性的对架空线路分类、分批次的进行检查巡视。在对防雷设备的检查巡视中要注意观察避雷线、接地引下线、接地引上板、连接金具间的连接、固定以及锈蚀情况；接地线引下线是否有断股、断线的情况。对运行时间长、实测接地电阻达不到要求的，可以对地网进行开挖检查，看其是否严重锈蚀、埋入地下部分有无外露、丢失，以确保各部分都接触良好方可。若发现隐患及时组织消缺处理。
4 结束语
总之，影响架空输电线路雷击跳闸率的因素很多，有一定的复杂性，解决线路的雷害问题，要从实际出发，因地制宜，综合治理。在采取防雷改进措施之前，要认真调查分析，充分了解地理、气象及线路运行等各方面的情况，核算线路的耐雷水平，研究采用措施的可行性、工作量、难度、经济效益及效果等，最后来决定准备采用某一种或几种防雷改进措施。在了解雷电造成线路停电的故障类型及危害程度同时，定期开展有针对性的应急演练工作，全面提升员工应对突发事件的处置能力，发生事故时能按部就班的进行事故处理，缩短停电时间，尽快恢复故障线路供电，保障油田负荷用电的可靠性。
参考文献
[1] 方志. 架空线路防雷接地测试技术探讨[J].中国新技术新产品，2010（24）
[2] 孙宝银.35kV架空线路防雷措施[J].农村电气化，2006（4）
作者简介：关荣生（1978年7月-），男，成人大学，助理工程师