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5月9日晚上，一道道閃電把南寧的黑夜瞬間照亮。時下，廣西已進(jìn)入雷電頻發(fā)時期，家住南寧市興寧區(qū)民主路的李先生發(fā)現(xiàn)，打雷停電的情況越來越少了。目前，廣西電網(wǎng)公司研發(fā)的“電網(wǎng)雷電災(zāi)害防治關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”科研成果已在廣西電網(wǎng)3000多公里輸電線路上進(jìn)行了推廣應(yīng)用。在近年來雷電活動持續(xù)活躍的情況下，改造后的線路雷擊跳閘率平均降幅超過70%。近期，廣西壯族自治區(qū)*下發(fā)《關(guān)于2015年度廣西科學(xué)技術(shù)獎勵的決定》，該成果獲廣西科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎。
●該成果獲得廣西科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎。
●目前在3000多公里輸電線路上進(jìn)行推廣應(yīng)用，實現(xiàn)了1小時內(nèi)輸電線路走廊雷電活動的有效預(yù)測。
●每條線路改造費用平均節(jié)省約50萬元。
傳統(tǒng)防雷技術(shù)遇瓶頸
廣西是全國雷電災(zāi)害的高發(fā)區(qū)。近5年來，廣西電網(wǎng)110千伏以上輸電線路雷擊跳閘次數(shù)占輸電線路全部跳閘次數(shù)的70%以上。
長期以來，電力行業(yè)應(yīng)對雷害問題的主要思想是防。業(yè)內(nèi)傳承下來一些通用的技術(shù)手段，但輸電線路整體的雷擊跳閘率依然居高不下，傳統(tǒng)防雷思想遭遇到了成效瓶頸。
“通過調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)各基層單位在開展輸電線路防雷工作時存在一些共性問題。”廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院安全生產(chǎn)部副主任朱時陽表示。
具體來說，一是很多輸電線路在防雷性能方面存在“先天不足”，防雷設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)滯后于電網(wǎng)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，忽略了雷電活動的時空差異，建成投運后雷害頻發(fā);二是傳統(tǒng)的雷害治理多以桿塔的被動防雷改造為主，缺乏主動性和前瞻性;三是防雷工程的決策往往是憑經(jīng)驗進(jìn)行粗放式的估量，一定程度上導(dǎo)致輸電線路防雷工作缺乏實效性、決策科學(xué)性和技術(shù)經(jīng)濟性。
以防范和應(yīng)對兩個維度為突破口
為解決上述問題，項目組從防范和應(yīng)對兩個維度對電網(wǎng)雷電災(zāi)害防治關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究和應(yīng)用，主要在定量化和精細(xì)化上下功夫。
在定量化方面，項目組把輸電線路防雷工作過程中一切可以實現(xiàn)定量分析的環(huán)節(jié)進(jìn)行程序化開發(fā)，建立理性、定量化的輸電線路防雷評估分析系統(tǒng)。這實現(xiàn)了對輸電線路全線的雷害風(fēng)險以桿塔為單元的細(xì)化評價，取代了傳統(tǒng)的、憑經(jīng)驗進(jìn)行估量的粗放式防雷決策手段。在定量化分析基礎(chǔ)上，項目組深入開展精細(xì)化管理，按照“每案一審，案案必審”的原則開展了各個擬改造輸電線路防雷技術(shù)方案的專題評審，對每一支避雷器的裝設(shè)、每一基桿塔的接地降阻改造都進(jìn)行充分評估，保障防雷資源的投入有針對性、科學(xué)性和適用性。
經(jīng)過技術(shù)攻關(guān)，項目組形成了系列成果，提出了基于交叉外推算法的雷電綜合預(yù)警預(yù)報技術(shù)，率先應(yīng)用于服務(wù)電網(wǎng)的雷電預(yù)警，實現(xiàn)了1小時內(nèi)輸電線路走廊雷電活動的有效預(yù)測。建立了復(fù)雜地形下的電網(wǎng)雷擊概率預(yù)測模型并研發(fā)了電網(wǎng)雷電預(yù)警系統(tǒng)，實現(xiàn)了實時在線的電網(wǎng)雷害風(fēng)險動態(tài)評估和預(yù)警預(yù)報。
研究人員還提出了基于*快速電弧截斷的“建弧抑制”防雷新方法，實現(xiàn)了防雷理念的重大突破，發(fā)明了通流容量大、具有負(fù)阻效應(yīng)、可承受大電流繞擊的新型滅弧防雷間隙，尤其適用于復(fù)雜雷擊條件下的輸電線路雷害抑制。創(chuàng)建了輸電線路地理空間信息、桿塔特征參數(shù)、歷史雷害資料、雷電活動時空分布規(guī)律與輸電線路雷害治理的關(guān)聯(lián)體系。建立并推行了“有選擇、有側(cè)重、有針對、有差別”的輸電線路雷害治理工作策略，應(yīng)用于雷擊頻跳輸電線路，雷擊跳閘率大幅降低。
應(yīng)用于3000多公里輸電線路
據(jù)了解，該項目成果之一的爆炸滅弧防雷裝置在南寧供電局110千伏馬桐牽線上運行兩年多，該線路沒有發(fā)生過雷擊跳閘，線路防雷性能明顯提升。
“與傳統(tǒng)避雷器相比，滅弧防雷間隙結(jié)構(gòu)簡單，無易損件。以110千伏電壓等級為例，避雷器重量為80公斤，需要6名安裝人員用1天時間才能完成一個桿塔的避雷器安裝工作，還需要安裝輔助工具。而爆炸滅弧防雷裝置重量僅3公斤，1名安裝人員無需任何輔助工具在10分鐘內(nèi)可完成安裝，減少了停電時間。”南寧供電局輸電運維二班班長馮林對裝置帶來的效果很滿意。
此外，該成果研發(fā)的差異化防雷策略應(yīng)用于線路的防雷改造設(shè)計也取得了突出成效，目前已在廣西全區(qū)推廣。2011年，廣西電網(wǎng)公司對百色供電局220千伏百德Ⅱ線差異化防雷技術(shù)改造完成至今，經(jīng)受了5600多次“雷公”的攻擊，但雷擊跳閘次數(shù)僅為1起。2014年廣西電網(wǎng)公司完成了220千伏金誼Ⅰ、Ⅱ線等30條輸電線路的雷害治理工程，2015年雨季中，盡管監(jiān)測到的落雷次數(shù)同比增多21.6%，但這些線路的雷擊跳閘次數(shù)卻同比下降78.2%。同時，通過差異化防雷評估分析結(jié)果所確定的線路防雷改造技術(shù)方案，還實現(xiàn)每條線路改造平均節(jié)約投資約50萬元，累計節(jié)約技改資金超過3000萬元。
目前，“電網(wǎng)雷電災(zāi)害防治關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”科研成果已在廣西電網(wǎng)3000多公里輸電線路上進(jìn)行了有效推廣應(yīng)用，改造后的線路其雷擊跳閘率平均降幅超過70%。2014年以來，廣西電網(wǎng)公司在開展雷電災(zāi)害防治研究成果應(yīng)用實踐的同時，主動對廣西8條高鐵牽引站線路、6條重要用戶供電線路投入327萬元的雷害治理改造資金，切實保障了重要用戶的供電牢靠性。
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