某高炉区域110 kV线路防雷治理的实践

尹世谦

（天铁集团机械动力处，河北涉县 056404）

引言

天铁集团地处河北省涉县境内，位于太行山东麓，河北省西南部，晋冀豫三省交界处。近年来，夏秋季节是涉县雷电灾害的多发期，据统计，天铁集团电网从2010年到2016年的7年时间内，企业电网杆塔线路11次遭受雷击，最严重的一次是6#高炉区金庄站110 kV线路遭受雷击，高炉鼓风机停机停电，导致2500 m3高炉30个风口中的18个风口灌渣，造成高炉停产36 h，给企业造成了很大损失。

1 基本状况

1.1 金庄110 kV变电站

天铁集团6#高炉区的金庄110 kV变电站有2×63 MVA变压器2台，2×50 MVA变压器2台，110 kV线路采用4回进线，10 kV出线有4段母线，主要供电负荷是高炉容积为2500 m3的6#高炉系统、360 m2烧结机的四烧系统、两座7 m60孔大型复热式焦炉系统以及相应配套的原料、公辅系统，其中6#高炉鼓风机的电机功率为38000 kW，属冶金系统一类供电负荷，对金庄变电站的安全运行和供电可靠性要求高。

1.2 金庄110 kV线路基本参数

金庄站接线示意图，如图1所示。

图1 金庄站接线示意图

110 kV崇金Ⅰ、Ⅱ回线，全线（除金庄站侧的终端塔外）同塔架设，起于上级220 kV崇州站，止于110 kV金庄站，全长8.28 km，导线LGJ-300/25，地线 1×7/3.2（GJ-50），共 36 基铁塔。

110 kV玉金Ⅰ、Ⅱ回线，玉金Ⅰ线2#～12#与玉金Ⅱ线3#～13#同塔架设，起于上级220 kV玉林站，止于110kV金庄站，全长2.7km，导线LGJ-300/25，地线 JLB40-95铝包钢绞线、16芯OPGW，玉金Ⅰ线共12基铁塔、玉金Ⅱ线共13基铁塔。

以上4条线处于涉县境内山区，海拔600～800 m，崇金Ⅰ、Ⅱ线的 32#～36#、玉金Ⅰ线 7#～11#、玉金Ⅱ线的8#～12#基本上沿山脊山坡外侧。

直线塔采用ZGU2型，铁塔的地线对中相导线的防雷保护角13.05°，转角塔采用JGU2、JGU3、9660型，地线对中相导线的防雷保护角17°、18.3°、17.7°；终端塔采用DSN型，地线对中相导线的防雷保护角17°。采用合成绝缘子FXBW-110/100。在金庄站采用电缆进线的是崇金Ⅰ、玉金Ⅱ线。

1.3 杆塔线路雷击故障

金庄站曾多次遭雷击停电，经过人工实地巡线发现、确认：

玉金Ⅰ线11#塔B相（上）、C相（下）有雷击痕迹（本杆塔与玉金Ⅱ线12#同塔）。

玉金Ⅱ线12#塔B相（上）、C相（中）有雷击痕迹。崇金Ⅰ线18#塔C相（下）有雷击痕迹。

1.4 杆塔接地电阻

经过对金庄站线路共49基杆塔的逐个实际现场测量，110 kV崇金Ⅰ、Ⅱ和玉金Ⅰ、Ⅱ线路实测接地电阻值见表1。

实测结果显示，受客观自然山地环境影响，有的杆塔接地电阻值已经不符合规范应小于10 Ω的要求。

2 防雷治理措施设计思路

为有效降低线路的雷击掉闸率，保证高炉生产正常运行，对玉金线、崇金线进行防雷治理，采取四项治理措施。

2.1 接地电阻

对实测接地电阻大于10 Ω的杆塔进行逐基治理，治理后的杆塔接地电阻应小于10 Ω。

2.2 绝缘差异化

同塔共架的双回路线路采用不同的绝缘配置，避免造成双线雷击同时停电。

2.3 防雷侧针

在转角塔的外角侧加装防雷侧针，加装侧针的杆塔接地电阻必须小于7 Ω。

2.4 线路型避雷器

在相邻杆塔落差较大、有雷击记录、保护角不足的杆塔采用线路型避雷器。

3 防雷治理措施的实施和要求

表1 110 kV崇金Ⅰ、Ⅱ和玉金Ⅰ、Ⅱ线路实测接地电阻值 Ω

3.1 接地电阻

对于实测接地电阻测量表中70 Ω及以上的7基铁塔的接地电阻，采用接地模块进行降阻，将原接地体焊接到适当长度，并全部换好土回填，测量数据要小于10 Ω。

接地模块施工：在放射线上每隔3 m交叉布置一块接地模块。模块开挖长1.0 m、宽0.4 m、深0.6 m的方坑（与接地体同深）。放入接地模块，石块较多的地方应先在底层铺上一层细土，平放模块，与主地网焊接，刷漆防腐。接地装置平面布置图（4根射线）、接地装置布置剖视图、接地模块施工图（侧视图，模块平放）分别如图2、图3、图4所示。

图2 接地装置平面布置示意图（4根射线）

图3 接地装置布置剖视图

图4 接地模块施工图（侧视图，模块平放）

3.2 绝缘差异化

在保证直线串对杆塔间隙的前提下，双回路的加强其中一回的直线塔的绝缘。经风偏校验，在以下铁塔的上、中相的绝缘子串导一端加装1片XWP-100瓷绝缘子，结构高度146 m。瓷绝缘子安装之前，用5000 V摇表测试，绝缘电阻不得小于500 Ω。该瓷绝缘子上端与合成绝缘子下端的球头连接，下端直接与悬垂线路夹连接。

玉金Ⅰ线：N11，双串，4 片。

崇金Ⅰ线：N15，双串，4 片。N20、N21、N36，双串，4片。计16片。

3.3 防雷侧针

避雷侧针成品采用热镀锌防腐，施工时不拆卸横担的水平材、打孔时不敲击，防止对现场杆塔造成不利影响。

防雷侧针示意图，如图5所示。

安装塔号：

玉金Ⅰ线（玉金Ⅱ线）：N3(N4)、N5(6)、N7(N8)、N9(N10)、N10（N11）共 5 基。

崇金Ⅰ及Ⅱ线：N11、N18、N19、N22、N30、N32、N34、N35，共 8 基。

图5 防雷侧针示意图

3.4 线路型避雷器

在以下铁塔上安装避雷器（共12只）：

玉金Ⅰ（11号）中线、下线各1只；玉金Ⅱ（12号）中线、下线各1只。共4只。

玉金Ⅰ（10号）中线、下线各1只；玉金Ⅱ（11号）中线、下线各1只。共4只。

崇金Ⅰ（N18）下线1只，（N19）中线1只，共2只。

崇金Ⅰ（N15）中线、下线各1只，共2只。

4 防雷治理效果

金庄站110 kV线路防雷治理措施实施完成投运，到目前经过了两年的雷雨季节考验，金庄变电站没有出现雷击停电，防雷效果良好。下一步，将继续关注防雷设施的运行情况,不断进行防雷设施的完善和改进，加强防雷设施的维护，做好雷雨天气的应急预案，防雷减灾，是个永恒的主题。