浅谈防雷在某气田电网的应用

摘要：极端天气下，电网遭受雷害影响，使电网电压波动，会造成供电系统瞬时电压暂降，对生产装置连续稳定运行威胁极大。本文重点介绍近两年通过防雷技术在某气田电网的应用取得了良好的预期效果，极大的提高了生产装置连续、平稳运行。

关键词：直击雷；感应雷；地电位反击；雷电压；雷电流

1引言

该气田电网的110kV变电站以及下级各变配电所采用双电电源供电，供电的架空线路为2条110kV架空线路，总长度约79公里；馈线10kV集输线路共计7条，总长度约为125公里，是天然气净化厂安全平稳生产的能源保障之一。架空线路沿途地貌非常复杂，山、丘、坝兼有，群峰雄踞，崇山突兀，壑谷纵横，丘坝相间，溪河交错，河谷深切亦多呈“V”形，境内相对海拔380-2281m。复杂的地形其雷电灾害较多，年雷暴日40天/年，因此雷击引起的线路故障一直是影响气田电网安全可靠运行的主要原因之一。加之净化厂工艺特点为“易燃易爆、有毒有害、连续生产”，提高电网供电的可靠性和防雷能力已迫在眉睫。

2 雷击的产生以及近两年来雷电对气田电网造成的危害

2.1雷击的产生

（1）直击雷：带电的云层对大地上的某一点发生猛烈放电的现象，若不能迅速的将雷电压泄放入大地，将导致放电通道内的物体、建筑物、设施、人畜遭受严重的破坏或损害。

（2）感应雷：在雷云下，会有静电感应的现象发生。针对建筑物、设备设施等不同的高度，会有不同的程度感应电压。轻则造成电子设备收到干扰，数据丢失，产生误动作或者暂时瘫痪；重则引起部分元器件击穿，设备受损。

（3）地电位反击：如果雷电直接击中具有避雷装置的建筑物或设施，接地网的地电位会在数微秒之内被抬高数万或数十万伏。高度破坏性的雷电流将从各种装置的接地部分，流向供电系统或各种网络信号系统，或者击穿大地绝缘而流向另一设施的供电系统或各种网络信号系统，从而反击破坏或损害电子设备。同时，在未实行等电位连接的导线回路中，可能诱发高电位而产生火花放电的危险。

2.2近两年来雷电对气田电网造成的危害

结合净化厂工艺的特点，电网的平稳运行是生产的重要保障。倘若气田电网发生波动，轻则导致现场部分低压电动机或其它辅助设备跳车；重则现场高压电动机、UPS等关键设备停机，导致厂内工艺部分生产装置保压联锁关断。

架空线路遭受雷击主要原因有：

1）杆塔接地阻值不合格：杆塔和线路避雷线遭受直击雷，无法快速的泄放雷电压、雷电流；

2）杆塔超出避雷线保护范围发生雷电绕击现象。

3）线路避雷器安装较多，雷雨季节避雷器虽然起到了防雷的作用，但也容易遭受雷击损毁，形成永久故障点，且不易故障查找。

自2014年投运至今，气田电网110kV架空线、10kV集输线路因雷击造成电网波动事故跳闸107次，严重威胁生产装置的平稳运行。其中雷害影响最为严重的一次是2016年7月11日因10kV集输线路遭受雷击，导致电网波动发生谐振过电压，由此产生了十分恶劣的事故后果，具体如下：

（1）致使净化厂一联合装置一级联锁关断；

（2）3个10kV变电所失压；

（3）6个10kV变电所一段保护跳闸，开切装置动作，母联开关合闸，变电所未失电；

（4）全厂10kV母线电压波动；

（5）净化厂开关柜19台过电压保护器损坏；

（6）净化厂内某10kV变电所一段母线PT小车的避雷器击穿、PT保险烧毁及塑料板外壳引燃变形，小车及柜体外壳受损；

（7）净化厂外10kV变电所开关柜内3个避雷器损坏。

事故发生后，净化厂电气专业人员立即采取了相应的应急处置措施，在最短的时间内恢复了电网的运行方式，但也警醒着气田电网的管理人员：在四川这个特殊地理位置，气田电网防雷能力的提高已迫在眉睫。

3 气田电网提高防雷能力采取的措施

3.1 根據气田电网投运三年来遭受雷害的原因，做出了以下主要防治措施：

1）对易遭受雷击段的架空线路杆塔进行接地扩容，提高雷击产生的雷电压、雷电流的泄放速度。

2）加装防绕击避雷针，扩大对杆塔的保护角，减少绕击发生次数。

3）为防止线路避雷器因雷击损毁，形成永久故障点，将线路避雷器更换为10kV雷击闪络保护器。

3.2 巩固措施：

1）定期对110kV架空线路、10kV集输线路绝缘子以及接地系统进行维护保养。

2）每年定期对架空线路、厂内设备设施的进行防雷防静电春季预防性试验。

3）定期开展电力系统因雷击事故跳闸相关的应急演练，不断提高人员应急处置能力；同时通过演练不断修缮应急预案。

4）修改部分关键设备保护定值，使关键设备在正常、合理的情况下躲过故障点，保证生产装置的平稳运行。

5）针对生产装置在雷雨季节电网发生电压波动时经常跳车的变频低压电机，在低压开关柜变频器电源柜内安装抗晃电模块，通过电源断电1秒的极端试验中其变频器继续保持运行，提高了生产装置防雷运行能力。

4结论

通过对气田电网防雷能力的应用，结合本年度雷雨天气电网的平稳运行，大大验证气田电网防雷能力的提升，确保了净化厂生产装置的安全平稳运行。

参考文献

[1] 刘安伟，王琼晶。输电线路防雷措施效果浅析[J].四川电力术，2011（01）

[2] 关象石，等。防雷技术标准规范汇编[M].2001.

[3] 余治华。探讨电力系统输电线路的防雷保护[J].广东科技.2009（04）

作者简介：王勇：男，助理工程师，中石化广元天然气净化有限公司气田供电管理站HSSE工程师；

（作者单位：中石化广元天然气净化有限公司）