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电网雷害风险评估技术分析论文
摘要：近年来，随着我国电力工程行业不断发展，民众用电需求不断增长，这对输电电网的可靠性要求越来越高，导致在电力生产中出现很多安全问题。针对输电网络的工作特性，雷击跳闸一直是影响整个输电网络安全的重要原因，加之雷击的多变性和随机性，其给输电网络的安全问题带来了不少困扰。文章主要浅述了电网雷害风险评估体系以及评估流程，并针对实际应用中的问题提出了与之对应的防雷害措施。
关键词：电网雷害；风险评估；防雷措施
引言
电网雷击灾害是无法避免的灾害性问题，电力工程人员只要将此种危害降至最低，才能最大限度的保证输电网络的安全。就一般情况而言，变电站安装的防雷害保护装置能够大大提升变电站的雷害防护能力，雷害风险主要集中在高压输电网络中。因此，采用合理的方法对输电网络雷害风险进行评估，并采取积极的应对措施是极有必要的。
1电网雷害风险评估体系综述
输电网络的雷害风险评估体系主要分为几个方面：电网站、输电网络、杆塔区段、杆塔，通过对这四点的雷害风险进行评估，组成一套全面的雷害风险评估体系。对于杆塔而言，将杆塔区的跳闸指标作为衡量雷害侵袭的影响程度是可行的，但是以雷害的平均值作为综合评价指标就会忽略极端雷击天气对杆塔的影响，最终会导致数据出现偏差，不能分析出该地区最强雷害指数，进而降低各个输电站防雷能力。而对于输电网络而言，雷击跳闸率可以准确作为雷害风险来源的指标，该指标能够准确反映各个地区的雷害风险，但在总体评估中应该加入累计重合闸率以及人工辅助送电成功率、供电可靠性、装置受损性以及线路等级等因素，引入到综合评价体系中，进而评估出该线路的雷害风险指数。对于不同地区变电站，电网雷害风险评估体系总体是一样的。依据国家电网公司给出的基础评估参数，例如：各个地区雷电特征参数、不同地区的地形参数、不同输电线路的输电特性、输电线路的绝缘特性等参数，结合以上参数通过计算可得不同地区的杆塔及输电网络的跳闸率值，并根据跳闸率值计算出输电网络的防雷性能设计值、安全值以及雷击上限值，最后通过以上参数及安全数值计算出雷害风险等级。通过计算得出雷害风险等级，评估整个供电区段的雷害风险等级，确定出该区域内最容易受到雷害的杆塔区段。此外，在风险评估体系中还应考虑供电可靠性、设备坏损率以及供电网络重要度几个考量因素，并加入故障实例，确定出最终的雷害风险等级，就此打造成“电网站-供电线路-杆塔区段-杆塔”的科学评估体系。详细评估体系见图1。
2电网雷害风险评估理论应用
上文主要简述了电网雷害风险评估体系架构的基本内容。但电网雷害风险评估与杆塔区段、杆塔的评估方式截然不同，因为每条供电线路承载的供电量不同，每条线路的重要等级、运转时间也不同，所以应有不同的评估体系详细评估每条供电线路的雷害风险等级。笔者认为，可以通过分析雷击跳闸后的合闸成功率及人工辅助合闸送电成功率进行评估，鉴于两种方式给供电网络运行造成的影响不同，雷击风险影响也不同。按照雷击风险，我们可以得到以下结果：雷击后重新合闸成功率＜人工辅助送电成功率＜重新合闸失败且人工合闸失败，结合上述排序不难得出，雷击之后应该细致分析所有故障情况，不能盲目依靠评估体系计算，应该充分分析各个故障之间的差异性。通过电网雷害风险评估模型进行计算后，能够得到三种风险各自的评价权重向量，即能够反映各条线路的雷击重合闸成功、重合失败但强送成功和重合失败且强送失败三种风险的三个权重向量。
3电网线路防雷害措施
结合我国输电网络总体情况，如：电压等级、各个地区雷电活动情况、输电网络铺设地形以及土壤等因素的影响，常用的输电网络防雷害措施主要有以下几种。
3.1铺设避雷线技术
避雷线是我国输电网络中常用的防雷害技术之一，避雷线的工作原理是能够将雷电分流，从而降低杆塔顶部的电位；此外，还能发挥自身的耦合作用，降低输电网络遭受雷害侵袭风险，避雷线是在高压及超高压输电网络中常用的防雷技术。
3.2完善接地形式
完善现有接地形式，也能提升输电网络的整体抗雷击能力。输电网络的接地装置是通过接地电阻实现抗雷击。因此，只要完善现有的接地网形式，有效降低杆塔的电阻值，就能降低雷击对输电网络的风险。笔者认为，降低杆塔的接地电阻，是提升输电网络防雷击水平的有效措施之一。
3.3铺设耦合地线
铺设耦合地线无法直接增加抗雷击能力，但铺设耦合电线能够加强避雷线和导线之间耦合作用，从而降低输电网络中绝缘子串上的电压。当雷击发生时，耦合地线可以达到分流雷电流的目的，进而加强整条输电网络的抗雷水平。
3.4提升高杆塔的绝缘水平
在整个输电网络中，高杆塔的绝缘水平也是至关重要的。提升高杆塔的绝缘水平，能够对防止雷击起到一定作用，也能够防止雷害现象侵袭杆塔顶部所产生的负面影响。
3.5增加绝缘方式
针对经常遭受雷击侵害的输电网络，普通的防雷措施已经不能满足抵抗雷击侵害了，这就要提升输电网络的防雷等级。例如：采用不平衡的绝缘方式，可以避免双回线在遭受雷击时的跳闸现象。
3.6增加避雷装置
铺设避雷线能够从一定程度上降低导线上的过载电压，但是要完全消除导线上雷击隐患是不可能的。在输电网络中加装避雷装置可以将雷击时的电流分流至地面，从而降低雷击的瞬时电压，保障整个输电网络及输电装置的安全。通常所采用的方式是在高压线路的交叉处、超高的杆塔顶部以及设备终端上安装避雷装置，借此方式降低整条线路的输电电压。
4结束语
综上所述，电网雷害尽管是小概率事件，但其具有随机性强，一旦发生损失大的特点，而输电线路的雷电灾害影响又是受诸如雷击跳闸率、自然雷电活动频率、地线密度、地形地貌、输电线路多因素控制，因此在实际电网雷害风险评估中，需要考虑多因素综合作用的结果。此外，还应结合高压输电线路运行经验以及系统运行方式，通过分析对比选取合理的防雷设计，以提高高压输电线路的耐雷水平。
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