高原變電站雷擊跳閘的現(xiàn)場(chǎng)排查邏輯

藏區(qū)高原變電站地處開闊地帶，部分站點(diǎn)位于雷電活動(dòng)頻繁的山口區(qū)域，年均雷暴日數(shù)遠(yuǎn)超內(nèi)地平原區(qū)域，加上土壤電阻率受凍土層影響常年偏高，雷擊引發(fā)的線路跳閘直接影響電網(wǎng)供電可靠性。很多運(yùn)維人員遇到雷擊跳閘后，往往先排查線路絕緣子是否擊穿、開關(guān)機(jī)構(gòu)是否存在卡澀，卻容易忽略變電站進(jìn)出線段的雷電波侵入路徑是否存在防護(hù)漏洞。

去年深秋我們接到某藏區(qū)35千伏變電站的求助，該站入秋之后連續(xù)出現(xiàn)3次雷擊跳閘，兩次跳閘發(fā)生在午后強(qiáng)對(duì)流天氣時(shí)段，一次發(fā)生在夜間遠(yuǎn)區(qū)雷擊之后。運(yùn)維人員Zui初判斷是出線避雷器老化損壞，但更換同型號(hào)避雷器后，下一次雷暴過(guò)程中仍出現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。這類反復(fù)跳閘的現(xiàn)場(chǎng)案例，往往不是單一設(shè)備故障導(dǎo)致，而是整個(gè)變電站雷電防護(hù)配合出現(xiàn)了系統(tǒng)性偏差。

高原站點(diǎn)的環(huán)境特殊性還在于，冬季凍土?xí)尳拥伢w與土壤的接觸電阻大幅上升，夏季表層土壤解凍后，深層凍土仍會(huì)阻礙散流，直接導(dǎo)致接地網(wǎng)的工頻接地電阻在不同季節(jié)波動(dòng)幅度超過(guò)規(guī)范允許范圍。很多變電站建設(shè)時(shí)的接地測(cè)試數(shù)據(jù)只記錄了施工期的測(cè)值，沒(méi)有逐年跟蹤凍土季節(jié)對(duì)電阻的影響，等到雷暴季來(lái)臨，接地散流能力不足，雷電沖擊波無(wú)法快速泄放入地，就會(huì)沿著二次回路或者一次絕緣薄弱點(diǎn)形成反擊跳閘。

定制化防雷方案的設(shè)計(jì)與核驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

接到現(xiàn)場(chǎng)訴求后，四川雷訊防雷技術(shù)有限公司的技術(shù)團(tuán)隊(duì)不會(huì)直接套用通用防雷模板，而是先梳理該變電站近三年的跳閘記錄、雷暴定位數(shù)據(jù)、歷年接地電阻測(cè)試報(bào)告、站內(nèi)一次設(shè)備絕緣配置參數(shù)。方案設(shè)計(jì)階段需要逐一核對(duì)進(jìn)出線桿塔的接地形式、避雷線的保護(hù)角、變電站圍墻外的接閃桿覆蓋范圍，以及低壓二次回路的浪涌保護(hù)器分級(jí)配置是否匹配。

針對(duì)高原凍土地質(zhì)特點(diǎn)，接地裝置改造不能只依靠增加水平接地體長(zhǎng)度，需要結(jié)合垂直接地極的深層布設(shè)，降低凍土層對(duì)接地散流的阻隔影響。接閃系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還要考慮高原強(qiáng)風(fēng)、覆冰荷載對(duì)金屬構(gòu)件的強(qiáng)度要求，不能直接使用內(nèi)地站點(diǎn)的輕型接閃桿材料。所有方案圖紙都會(huì)標(biāo)注每一處改造點(diǎn)的施工工序、材料規(guī)格、測(cè)試節(jié)點(diǎn)，避免現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)隨意簡(jiǎn)化工藝。

方案完成后會(huì)經(jīng)過(guò)內(nèi)部多輪校核，核對(duì)防雷分區(qū)邊界的等電位連接做法、不同耐壓等級(jí)設(shè)備的SPD參數(shù)配合、接地干線與站內(nèi)主地網(wǎng)的連接節(jié)點(diǎn)。對(duì)需要停電施工的區(qū)段，會(huì)提前排定施工窗口期，盡量減少對(duì)高原牧區(qū)供電的影響。

實(shí)地查驗(yàn)的關(guān)鍵檢測(cè)維度

抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，團(tuán)隊(duì)開展全站接地網(wǎng)的工頻接地電阻測(cè)試，測(cè)試過(guò)程會(huì)避開土壤表層結(jié)冰時(shí)段，對(duì)不同方位的接地引下線逐一導(dǎo)通測(cè)試，排查是否存在接地體銹蝕斷裂、引下線虛接的隱蔽缺陷。很多投運(yùn)超過(guò)十年的變電站，接地體在土壤中腐蝕后，從外觀上看不到任何異常，只有通過(guò)分段導(dǎo)通測(cè)試才能發(fā)現(xiàn)局部斷開的位置。

隨后逐一套核站內(nèi)避雷器的泄漏電流、動(dòng)作計(jì)數(shù)器狀態(tài)，檢查避雷器與被保護(hù)設(shè)備之間的電氣距離是否超出規(guī)范允許值。對(duì)變電站圍墻周邊的外部桿塔，測(cè)量其避雷線終端的接地電阻，排查近區(qū)桿塔接地不合格導(dǎo)致的繞擊風(fēng)險(xiǎn)。二次回路方面，檢測(cè)主控室、端子箱內(nèi)的浪涌保護(hù)器劣化狀態(tài)，查看接地排與主地網(wǎng)的連接是否存在銹蝕松動(dòng)。

實(shí)地查驗(yàn)過(guò)程會(huì)留存全部原始測(cè)試數(shù)據(jù)，對(duì)照站內(nèi)原始設(shè)計(jì)圖紙逐點(diǎn)核對(duì)，不遺漏任何可能的雷擊通道。對(duì)高原站點(diǎn)特有的凍土影響區(qū)域，還會(huì)選擇不同土層深度測(cè)量土壤電阻率，為接地改造提供準(zhǔn)確的散流計(jì)算依據(jù)。

跳閘根因定位與治理后的長(zhǎng)期運(yùn)維

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)和跳閘錄波波形分析，前述35千伏變電站反復(fù)跳閘的核心原因有三點(diǎn)：一是主接地網(wǎng)局部腐蝕斷裂，工頻接地電阻在雷暴季達(dá)到遠(yuǎn)高于規(guī)范要求的數(shù)值，雷電入地散流不暢；二是進(jìn)出線側(cè)的避雷器與變壓器之間電氣距離超標(biāo)，雷電波侵入時(shí)避雷器無(wú)法有效限制過(guò)電壓；三是主控室二次電纜的屏蔽層兩端接地連接不實(shí)，雷電電磁脈沖在二次回路上感應(yīng)出干擾電壓，造成保護(hù)誤動(dòng)出口。

針對(duì)定位出的根因，團(tuán)隊(duì)在不改動(dòng)站內(nèi)主接線的前提下，完成了接地網(wǎng)的局部補(bǔ)網(wǎng)改造、進(jìn)出線避雷器的移位安裝、二次電纜屏蔽層的等電位連接整改。改造完成后連續(xù)經(jīng)歷兩個(gè)完整雷暴季，該變電站未再發(fā)生雷擊引發(fā)的保護(hù)誤動(dòng)和絕緣擊穿跳閘，供電可靠性得到明顯提升。

雷擊風(fēng)險(xiǎn)治理不是一次性工程，我們會(huì)在治理完成后向運(yùn)維單位移交完整的測(cè)試檔案，指導(dǎo)運(yùn)維人員在每年雷暴季之前完成常規(guī)防雷檢測(cè)，重點(diǎn)跟蹤接地電阻的季節(jié)波動(dòng)、SPD的劣化指示狀態(tài)。針對(duì)全國(guó)各地的變電站站點(diǎn)，我們均可提供上門勘察、方案定制、施工改造、驗(yàn)收測(cè)試的全流程服務(wù)，根據(jù)不同站點(diǎn)的地質(zhì)條件、雷暴特征、設(shè)備配置定制針對(duì)性的防雷治理方案，從根源上降低雷擊跳閘概率。如果您所在區(qū)域的變電站存在反復(fù)雷擊跳閘、防雷檢測(cè)不合格的情況，可隨時(shí)聯(lián)系我們安排技術(shù)團(tuán)隊(duì)上門開展現(xiàn)場(chǎng)排查。

      四川雷訊防雷技術(shù)有限公司是一家在四川有十余年的經(jīng)驗(yàn)的防雷技術(shù)有限公司，專門從事防雷檢測(cè)、防雷安裝、接地安裝、靜電檢測(cè)、防雷及接地設(shè)計(jì)的公司。

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