风电场雷击事故的分析及防范措施

风电场雷击事故的分析及防范措施摘要：风电场经常发生雷击跳闸事故，通过对事故的分析，提出在多雷山区应采取的一些防雷措施。关键词：风电场 雷击 防雷分析 防雷措施一、 引言架空输电线路是电力网及电力系统的重要组成部分，由于它暴露在大自然中，易受到外界的影响和损害。而雷击是其中最主要的一个方面。架空输电线路所经之处大都为旷野或丘陵、高山，输电线路长，遭遇雷击的机率较大。雷击放电引起很高的雷电过电压，是造成线路跳闸事故的主要原因。据统计，雷击引起的跳闸事故占电力系统事故的50%70%。二、 典型故障就拿某风电场为例，某风电场地处丘陵地带，依山傍水，雷电活动较为活跃。当地气象部门统计资料表明该地区落雷较多且强度较大，是典型的多雷地带。进入春夏季节后，该风电场35kV集电线路发生多次雷击事故。最严重的一次雷击发生在六月中旬，四条35kV集电线路过流保护动作跳闸，两条线路35kV开关柜内过压保护器炸裂。巡线后发现线路杆塔及箱式变压器高压侧多处避雷器被击毁，多处瓷瓶炸裂。风机内多个交换机和网关损坏,严重影响了风电场的安全生产运行。三、 雷电事故的判别及特征架空电力线路由雷电产生的过电压有2种：一种是雷击于线路或杆塔引起的直击雷过电压；另一种是雷电产生电磁感应所引起的感应雷过电压。其中，感应雷过电压是引起线路故障的主要原因。经分析该风电场易遭受雷击的杆塔大都是：（1）山顶的高位杆塔或向阳半坡的高位杆塔。（2）临水域地段的杆塔。（3）山谷迎风口处杆塔。而雷电反击是引起箱式变压器内避雷器以及风机内交换机和网关损坏的主要原因。四、 雷击故障产生的原因分析(1) 该地区属于多雷区，气象统计数据表明其年均雷暴日在60d 以上，分布在此区段的35kV架空线路受雷击率较高。而该风场线路设计时没有考虑其环境特殊性，基本按常规设计。(2) 35kV线路上没有安装避雷线，防雷主要靠安装在线路上的避雷器，而避雷器只安装在变电站的出线侧和配电变压器的终端杆，这样造成线路中间缺少保护。(3) 杆塔及避雷器接地存在缺陷。部分杆塔接地电阻较大，致使泄流能力降低，雷击电流不能快速流入大地。另外接地引下线的截面为8mm圆钢，不满足12mm的设计标准。(4) 直线杆塔采用P- 20 针式绝缘子。此类绝缘子质量存在缺陷，曾多次发生雷击绝缘子引起的接地故障或短路故障。五、防雷措施根据以上分析，可采取如下防雷措施：(1) 35kV集电线路架设避雷线，虽然雷击于避雷线时，由于线路绝缘水平低会引起反击闪络，但避雷线对间接雷击感应过电压的幅值可以减少30%左右，能有效降低线路跳闸率。(2) 提高线路耐雷水平，采用比线路电压等级更高一级的绝缘。如：采用陶瓷横担替代原镀锌铁横担；将原P- 20 针式绝缘子更换为防雷绝缘子。都能大大提高线路绝缘水平。(3) 改善杆塔接地网，降低接地电阻对提高架空线路耐雷水平、减少反击概率是非常有效的。对于部分位于山顶地势较高处杆塔或高土壤电阻率无避雷器的杆塔，可采用连续伸长接地体将每根杆塔的接地装置连接起来的措施，以形成一条低电阻通道，防止杆塔顶部的雷电场强发生畸变，即防止线路遭受雷击。也可以通过填充降阻剂或置换接地体附近小范围内高电阻率土石以降低接地电阻。(4) 重新测量接地电阻，发现不符合规定的及时整改。检查接地引下线与接地装置的连接是否符合要求，安装是否规范、可靠。(5) 完善避雷装置，定期进行避雷器预试验。雷雨季节前加强对线路的巡视。并抽取易受雷击杆塔上的绝缘子进行耐压试验。有不符合规定值的及时更换。六、结束语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。对处于多雷地区的配电线路，除在设计之初就应考虑其防雷特殊性外，还应充分了解地理、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、