（大唐丘北风电有限责任公司）
摘要：高原风电场架空线路遭遇雷击事件机率是比较高的，除受风电场所处地势、湿度、强紫外线等影响，大多高原风电场都是处在雷区，在雷雨天气时往往伴随着大风，当风速超出（极大风速）架空线路设计导线摆动幅度，相与相或相与铁塔安全距离缩短，一旦雷电击中，就可能会出现闪络或绝缘击穿，进而对风电场、电力系统正常运行造成不良影响。需要对风电场架空线路雷击事故产生内在原因进行了解和分析，并采取相对应技术措施，实现雷击事故有效防范。基于此，对风电场架空线路防雷技术展开探讨。
关键词：风电场；架空线路；防雷技术；分析
1风电场架空线路雷击事故发生原因分析
对风电场架空线路雷击事故发生的原因进行总结，主要包含以下内容：（1）雷击与风况，在雷击架空线路时，无论是出现直击雷过电压，还是感应雷过电压情况，均可能引发绝缘子闪络、避雷器击穿等现象，再加上风电场出现雷电天气时，也会伴随大风大雨，一旦风速超过线路设计摆动幅度的时候，相与相之间绝缘会遭受到破坏，进而导致相间短路故障发生；（2）避雷线情况，受到风电场架空线路只装设单根避雷线影响，可保护范围也会受到摇摆幅度制约，因为大风会加剧避雷线摆动幅度，尤其是针对同杆双回架空线，遭受直击雷的机率会大大提高；（3）设备缺陷与安装工艺方面，由于高原风电场存在湿度大、紫外线强等因素，就会加剧电缆头绝缘降低而被击穿可能性，且杆塔电缆头在制作时如果采用不良工艺，进行安装时没有对分叉处三相绝缘距离进行有效把握，当遭遇雷击时电缆头被击穿机率也会提高[2]；（4）设计缺陷，由于高原风电场的环境影响，普通进升压站铁塔接地网电阻的设计标准无法满足防雷要求，容易引发反击情况，对设备造成巨大损坏，同时对铁塔安装的避雷器选型也要充分考虑高原环境湿度大、紫外线强的因素。
2风电场架空线路有效防雷措施
2.1单双避雷线合理选择
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图1 防绕击避雷针安装
避雷线保护范围可以通过保护角表示，简单来说就是避雷线与外侧导线进行连接，并与垂直线所形成的夹角。通常情况下，避雷线保护角大小不会超过25o，并且形成保护角越小，所发挥的保护效果也更好。为有效防范风电场架空线路遭遇雷击，可以采取双避雷线架设，但在容易遭受雷击路段还建议采用安装绕击避雷针方法，可以起到消除雷电绕击的作用，见上图1所示[2-3]。同时在终端塔和箱变高压侧增加避雷器加强防雷效果。
2.2线路摇摆弧度
风电场架空线路通常按水平方向进行排列，并且线与线之间的距离比较小，在相同挡距内，一旦导线弧垂出现差异，在大风条件下线路摇摆幅度也不尽相同，进而引发安全距离不足、导线间互相碰撞等状况，为此需要对导线张力引起足够重视，以达到三相导线驰度均衡效果，对于在耐张塔跳线张力不足处加装双串绝缘子，对于档距较大的进行防震锤安装，已到达减小导线摆度，有效防止雷击线路跳闸故障。
2.3杆塔接地电阻
风电场在搭建集电线路杆塔时，仅考虑到围绕塔基对接地体进行铺设，而没有运用均压措施，再加上所处区域气候较为干燥，在泄放雷击电流以后，接地阻抗也会不断增大，并引发反击情况，对设备造成巨大损坏。为此需要根据高原地区的环境限制，对进升压站铁塔接地网电阻设计进行优化改造，采取有效措施使杆塔接地电阻降低，这些措施包含：（1）施加降阻剂，针对土壤电阻率比较高的塔基，可采用防腐性能较好降阻剂，对冲击电位分布进行改善和优化，以保证防雷设备在做出保护动作时，接地装置电位不会出现急剧上升情况，进而对设备绝缘造成损坏；（2）降阻接地棒安装，在该项设备中含有较为稳定的导电成分，并且能够与土壤进行直接接触和形成一个低电阻区，无论是杆塔，还是接地网电阻都会下降；（3）外接环形接地网，风电场所处环境较为复杂，仅发挥单一降阻剂作用，无法取得理想接地电阻改善效果，还可以采取为集电线路杆塔设置专门接地网，同时设置一个环形辅助接地网，通过将其与主接地网进行连接，可以增大接地网面积，并有效改善杆塔接地电阻[3]。
2.4设备设计及安装
因为设备设计及安装缺陷引发的雷击事故，主要包含设备选型不符、导线安装张力不足、导线与杆塔间距离保持不够、电缆头制作工艺不良等等，这时候就要求在风电场架空线路建设之前，提前做好规划设计，最好是结合同区域同类型运行风电场的经验，严格进行对比分析，完善设计。同时在完成设备安装以后，要严格按照相关规范要求进行验收，在降低安装工艺隐患的同时，也要做好后期设备维护和更换工作。
2.6加强运维管理
首先，加强对高原风电场的日常巡视，对每日天气情况进行详细记录，同时定期对记录数据进行统计和分析，确保记录数据和统计结果的真实有效；其次，在特殊天气下加强特殊巡视力度和分析；最后，做好每次线路跳闸后的原因分析、统计、对比及总结工作。
3新型防雷技术应用
随着现代科学技术不断发展，防雷技术更新换代速度也不断加快，并且在风电场架空线路中进行应用，可以取得理想防雷效果。单一的避雷措施随各有特点和优势，但是也存在各自的应用缺陷。尤其是风电场的架空线路因环境因素限制，防雷需求更高，需要采取综合的防雷措施进行处理，才能更好的达到避雷目的。下面提出两种综合新型防雷技术：（1）架设耦合地线。对于雷电灾害较多的高原风电场来说，在安装避雷线的基础上架设一条架空地线是非常有必要的，需要注意的是架设的对地安全距离，一般可架设在下层导线下方三米处。其作用一方面有效降低雷击对导线的损害，另一方面又具有分流作用，更加强了避雷线对导线的耦合；（2）在线路上安装有串联间隙避雷器。线路避雷器可以有效吸收雷击时线路上的过电压，而且有串联间隙避雷器维护成本较小，但是需要考虑的是线路摆动时造成的间隙距离变化。
结语：在本文中，对风电场架空线路防雷技术进行探讨，主要是从风电场架空线路雷击事故发生原因展开，这些原因主要表现为雷击与风况、避雷线情况、设计缺陷和设备缺陷。为防止雷击对风电场架空线路造成不良影响，确保风电场和电力系统运行安全和稳定，就需要对雷击事故发生原因进行详细了解，并在此基础上采取有效防雷技术措施，增强风场的运行可靠性，避免被电网考核，提高风场经济效益。
参考文献：
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