第一篇：高速路收费站雷击事故分析及补救防雷工程
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高速路收费站雷击事故分析及补救防雷工程 作者：周凤芸 张争
来源：《科技创新导报》2012年第05期
摘要：总结了同三高速莱收费站的主要雷击风险潦和雷击事故连成的原因，通过对该站进行现场勘察分析的基础之上，制定和完善了该收费系统防雷设计方案。
第二篇：从商丘典型雷击事故探讨农村防雷安全
从商丘典型雷击事故探讨农村防雷安全，张怡1，朱晓辉2，朱晓东1康邵钧 1，赵志宇3
（1.商丘市气象局，河南 商丘476000；2.河南城建学院，河南平顶山467000；3永城市气象局，河南 永
城市 476600）
摘要：农村雷电灾害主要危及人员伤亡、供电设备和建筑物受损。在众多的雷电灾害中，人员伤亡几乎都发生在农村和城乡接合部。文章根据对商丘市多起典型雷击事件原因的调查分析，提出一些适合广大农村的防雷保护措施。
关键词： 农村；雷击事故；防雷措施；
To Explore Rural Lightning Arresting Safety from Shangqiu
Typical Lightning Incidents
Zhangyi1Zhuxiaohui2Kangshaojun1Zhuxiaodong1Zhaozhiyu3
(1.Shangqiu Weather Bureau，Shangqiu 476000；2.Henan University of Urban Construction，Pingdingshan 467000；3.Yongcheng Weather Bureau，Yongcheng476600)
Abstract: Lightning disasters in rural areas mainly endanger casualties, power equipment and building damage.In a large number of lightning disasters, almost all the casualties have occurred in rural areas and urban-rural interface.According to investigation and analysis of reasons of many typical lightning strike incidents in Shangqiu city, the author puts forward some lightning protection measures which are suitable for the vast rural areas.Key words: rural;lightning incidents;lightning protection measures;
农村是防雷安全管理工作的簿弱环节，乡村地域广阔，村民缺乏防雷安全防范意识和知识，防雷设施基础建设差，又多野外作业，雷灾频繁发生，伤及人畜，损失惨重，防雷工作亟待加强。同时随着气候的变暖，蒸发将可能增加，土壤湿度将可能减少[2-4]。气温的升高和空气中水分的增加会导致大气电离加快，带电粒子增加，雷电活动将更加频繁；同时土壤湿度减少会导致土壤电阻率增加，致使建筑物受到雷击时泄流困难。而从雷电灾害调查中可知，农村雷灾占3／4，特别 是雷击造成人员伤亡的事例，农村占95％以上，农村的防雷工作不容忽视。典型雷灾情况调查统计及事故原因分析
2004年6月24日虞城县三庄乡桃枢集村，遭受直击雷、感应雷击，人员一死一伤，电话线路中断，击毁电视十余台。2005年7月16日 睢县尤吉屯乡黄庄村，黄某在田间劳动时被雷击死。2005年7月22日 永城酇阳乡黄盆厂村，雷击在村路的三轮车上，死一人、伤二人。2005年8月2日 虞城县乔集乡乔北村，雷击伤二人；房屋倒蹋，电视、冰箱等被击坏。2006年6月20日 商丘市睢阳区古宋乡宋大庄新村隋庆波家，顶层楼梯间（标高约12米）西南角女儿墙及楼板角被雷击掉约0.3吨，自顶角部出现宽1-15厘米长3米裂缝，危及房屋结构。该建筑物相邻一排6户电视机同时被雷击损坏。2006年8月3日 虞城县镇里堌乡
基金项目：本文系河南省科技发展计划项目“新农村建设雷电灾害防御系统研究”研究成果之一。
作者简介：张怡（1981—）、男、河南 商丘、商丘市气象局、气象台副台长 工程师，学士，气象预报预测与雷电防护。E-mail:zhangyi8733873@sina.com。
扬楼村，一砖混三层小楼，山墙被雷击倒，一、二层楼板被击穿。2007年4月1日 睢阳区阎集楚庙村孙现海家，遭受球形落地雷击，雷击死羊一只，房顶被击穿20×20cm2 洞一个，邻近数家电视机等家电损坏。2007年7月8日梁园区谢集镇叶庄村夏庄村民组，雷击造成高低线包损坏，直击雷击中C相线路，造成变压器损坏。2007年8月1日 睢阳区闫集乡李庄村 一棵高20余米距房屋2米左右的大树被击倒，家畜死亡，周围5家电视机被击毁，房顶被击穿并造成火灾。2008年8月21日 睢阳区冯桥前王庄村 朝阳面玻璃炸掉，从二层楼北部房间燃烧，室内电路全部炸开，造成火灾。2008年8月21日 商丘市梁园区宁陈庄社区独立院第三排三层楼 东山墙1.5×0.8m窗子被击，玻璃炸掉；社区网络线路、有线电视大面积被雷击，造成多部电视机、电脑损坏。2009年2月14日 虞城县芒种桥乡蒋庙村三组，一独立二层楼遭受球形雷雷击，造成天面、屋脊顶、挑梁和二层穿钢筋木门窗等多处被击穿，全村电源跳闸，电视无信号。
以上事例为近年来，商丘本地区农村发生的多次典型雷击事故。对其事故原因进行统计分析，多为建筑物设计、施工未经气象部门审核验收，没有安装任何防雷设施，群众防雷安全知识缺乏等几种原因。农村雷电防护现状
2．2 农村建筑和附属设施的防雷现状
2．1．1 农村房屋普遍没有安装防雷装置
随着农村经济社会的发展，农村的新建房屋逐渐变成以砖混结构和混凝土框架结构为主，这些建筑物大部分没有考虑防雷需求，基本上都没有安装避雷网(带)、针和避雷引下线；框架结构的建筑结构内钢筋没有贯通屋顶，防雷引下线也不规范；地下均未安装接地网。
2．1．2 供电、通信线路、有线电视线路、电视接收天线及太阳能热水器等重点防雷部位防雷设施基本没有设置
家用电器在农村已经较为普及，但供电、通信线路、有线电视等线路架设凌乱，常常出现架空线很长、无任何雷电防护措施且没有埋地引入。电视接收天线往往设在屋顶上，不在接闪器保护范围之内，线路入户处基本没有安装防雷电感应的电涌保护器。典型案例多为：在雷暴发生时，住户为保护家用电器而去拔电源被击伤击死，或村中总变压器遭受雷击而家用电器波及受损的情况。
2．1．3 农村建筑物选址未考虑雷电风险因素
由于防雷意识缺乏及考虑经济成本等原因，农村建房均未进行雷电灾害的风险评估，常常盲目地把建筑地点选在易遭雷击的山上、地下富含矿物或地下水出口处等的雷击易发区。此外，建设在移动基站和高压输电线路附近一定范围内，无防雷装置的农村建筑物遭受侧击雷或雷击电磁脉冲的报告有上升之势。
2．2 农村公共场合和野外的防雷现状
2．2．1 人员聚集的公共场合的防雷令人担忧
农村人员聚集的公共场合，如室外广场、集市、会所或寺院等场所，对雷电基本不设防。普遍情况是防护直击雷的措施不完善，防护雷电感应的措施基本没有。
2．2．2 野外防雷知识缺乏
农村的很多雷击事故是在田间农民劳作或躲雨时候发生。田间空旷，缺少避雷躲雨的安全之处，下雨时农民经常在树下避雨，增大了遭雷击的机率，农民使用的锄头、雨伞等金属物件，在开阔的田间，极易引雷，可以说是“引雷针”，在农村有很多因肩扛锄头或金属器件在雷雨时被雷击和雷电感应灾害事故的机率增大。[1]
3农村雷电防护的改进建议
从多次雷击事故分析不难看出，农村居民住宅防雷设施的簿弱，在当加强农村住宅的防雷保
护措施方面，具体应当注意以下几点。
3．1 民居位置的选择
民居应避开易遭雷击的地区，如地形位置较高的山坡、突出于周围地貌的；邻近潮湿和水塘边、田边地区；处于上升气流的迎风面方向；地下有金属矿藏的地区；从以往经验
了解常常遭雷击的地区等。此外，还要避开电力系统的高压输电线路，不宜将民居建在大型铁塔与高压输电线路的下面和近旁，而应离开一定的距离。输电线路的电压越高，离开的距离越大。
3．2 接地处理
农村地区多为低矮的民居。屋顶未装设防雷装置，缺少防雷设施，导致一旦房屋遭受雷击，雷电流无法顺利泄入大地而引发事故和次生灾害。另外，民居广泛采用水泥预制板做屋顶或楼板，而这些预制板大多没有做接地和等电位连接。从对09年2月14日虞城县芒种桥乡蒋庙村雷击事件的调查分析中发现，主要事故原因就是这些水泥预制板中的钢筋没有接地，接闪后形成雷电无路径泄流，互感放电引起爆炸。
由此可见，在民居中没有接地的预制板钢筋将成为雷电的帮凶和杀手，而接了地的预制板钢筋就会成为防雷保护的最佳屏障。最有效的办法就是将楼房内的金属构件连成一体，包括基础钢筋、各层圈粱、楼板筋、房梁、结构柱、金属门窗等，并与接地装置连接，使之成为一个屏蔽笼，就能对楼房内起到屏蔽作用，阻止雷击电磁场入侵室内。大牲畜饲养棚、蔬菜大棚、仓库或农村的特殊民居，采用金属板屋顶，或金属构架，或其他金属结构件，对这些金属材料也应做好接地。接好地的金属构件就是防雷保护的屏障。
3．3特殊建筑物避雷
农村建筑物防雷，主要是防直击雷，使用最普遍的是避雷针法，也叫富兰克林法。此法利用避雷针高出被保护物的高度，使雷云下的电场发生畸变，从而将雷电流吸引到避雷针上，通过引下线和接地装置导人大地，使被保护对象免遭雷电直击。
在农村可根据实际需要与可能，有重点地进行防雷保护。农村应考虑设置防雷保护措施的建筑物：人员比较密集、面积较大的建筑物，如俱乐部、礼堂、教学楼、旅馆、综合使用楼、工副业厂房以及贮量较大的库房、牲畜较多的大型牲畜棚。高度在10米以上的独立建筑物，如如烟囱、水塔等。火灾危险较大的建筑物，如生产、贮存、使用易燃易爆材料等火灾爆炸危险性大的建筑物，贮存汽油、煤油、柴油等可燃、易燃液体的 罐或贮罐区或库房。
[5]有纪念意义的建筑物或有文物保护价值的古建筑物。
3．4 架空线路的防雷
露天架设的电源线路在雷电活动下极易产生感应雷电压。如果感应雷电压沿电源线路传入室内，极易造成电器设备和人员的伤害。380／220V电源线路的架设，应采用标准的绝缘子。在进入室内前的最后一基杆子上，将支持绝缘子铁脚可靠接地，以它的冲击闪络放电电压，对过高的雷电电压起到了泄放保护的作用。不宜采用木杆架设电源线路，也不宜将线路直接架设在树木上。因为木杆绝缘水平太高，线路上产生感应雷电压时，过高的电压不能泄放，这样的电压传入户内造成的危害更大。电话线路入户时也应将其绝缘子的铁脚接地，电话线路也不宜采用木杆架设。有能力的应当在电源、电话及有线线路上安装浪涌保护器来保护这些线路。
3.4.1 输电线路的防雷措施 [7]
输电线路的防雷应根据线路的电压等级、负荷性质和系统运行方式、地形地貌特点及土壤电阻率高低等情况，通过技术、经济等因素比较，采用合理的防雷方式。
低压配电线路应从变压器出口处安装低压避雷器或击穿保险器，同时做好接地，接地装置的接地电阻不应>4欧姆。中性点直接接地的低压电力网中的中性线应在电源点接地。低压配电线路在干线和分支线终端处应重复接地，每年重复接地装置的接地电阻应不>10欧
姆，对于较长的线路，重复接地应不小于3处。特别是为防止雷电波沿低压配电线路侵入用户，对于接户线上的绝缘子铁角应接地，接地电阻应
3.5 家用电器防雷措施
近几年来，农村用电普及率大大提高。但由于供电线路无任何防雷设施，以及私拉乱建的电源电话线路现象普遍存在，使得农村遭受感应雷的几率加大，存在很大的安全隐患。从供电系统看，民用建筑的用电电压为380／220V低压系统，所采用的输电线路为10kV架空线路引入配电变压器，再从变压器低压侧经低压线路进入各民用建筑内。当变压器高压侧的架空线遭受直击雷或感应雷时，雷电波通过变压器高压侧侵入低压侧以致到用户家用电器，使之遭受雷击而损坏。为预防家用电器遭雷击，可采取如下措施：
①在低压相线与零线之间装金属氧化物无间隙避雷器，这不仅可以有效防雷，还可防止由于三相四线进户零线断线引起中性点位移而产生的过电压危及人身和家用电器安全。
②在低压线路进入室内前安装一组无间隙避雷器，室内再装防雷插座，构成三道保护。③雷雨前，尽可能将家用电器的插头拨下，有室外天线的，在雷前应拨下天线插头。
同时家用电器的室内安装位置应尽量离开外墙或柱子。雷雨发生前，关闭家用电器的总电源开关，把电源插头拔下来，同时把有线电视信号线及网络连接线、电话线拔下来。对于金属外壳的家用电器，要接上地线，并注意经常定期检查接地的可靠性。选购防雷电器，目前市场上有许多加装避雷器的家用电器，如防雷电话机、电视机等（供电系统应为TV-S系统）。
3.6室外设施的防雷
更要注意的是现在各家房顶经常架设有不锈钢水箱、太阳能热水器、卫星天线或装饰铁件，需要在其附近架设金属避雷针或依据规范做等电位连接。否则，当遭雷击时，这些物体极易成为“引雷装置”，存在严重的雷击隐患。
特别要提及的是，装有室外电视机天线的农户，应积极安装避雷针。根据GB50057—94《建筑物防雷规范》国家标准，在避雷针高度≤30m的情况下，避雷针高出电视机室外天线的高度应不小于避雷针与电视机室外天线的距离。例如电视机室外天线高度10米，距避雷针距离5米，则避雷针高度不得小于15米。否则电视机室外天线仍有遭受雷击的可能。另外避雷针和接地线与室外电视天线最少要保持5米以上的距离，切忌在室外电视机天线上方安装避雷针。[5]
3.7利用现有的条件进行雷电防护
民居周围和学校周围5m以外可多种植树木，只要掌握好树木与房屋之间的距离，树木是最好最便宜的天然避雷针．特别是笔直高大的树能起到事半功倍的避雷效果。其保护范围可以参照普通金属避雷针的保护范围。对于名贵的树可以在树杆上以及较大的树枝上固定一根直径8mm钢筋，钢筋引下后做好接地。需要提醒的是人们在雷击时不要到树下避雨，更不能用身体触碰树木。当然对建筑物防护，最有效、最根本的方法依旧是按照《建筑物防雷设计规范》，进行综合防雷设计，安装各种防雷装置。人身防雷与急救
4.1户内人身防雷
(1)紧闭门窗，防止球形雷电侵入室内。(2)不要接触天线、水管、铁丝网、金属门窗、建筑物外墙，远离电线等带电设备或其他类似金属装置。(3)不宜使用水龙头，不宜使用无防雷措施或防雷措施不足的电视、音响、电话等电器。(4)避免使用手机。
4.2户外人身防雷
雷雨时，尽量减少在户外或野外逗留，在户外或野外最好穿塑料等不浸水的雨衣。在野外突然遇到雷雨，必须牢记两条：一是人体位置要尽量降低，避免突出；二是两脚要尽量靠拢，最好选择干燥处下蹲，严禁奔跑，不要嘴张，同时双手抱膝，胸口紧贴膝盖，尽量低下头，[8]
因为头部较之身体其他部位最易遭到雷击。在野外突然遇到雷电，需切实做好以下几点：①不要站在山顶、山脊等高处或躺在地上；
②不要站在大树下、树林边或草垛旁躲雨；或至少与树十保持3米距离，下蹲并双腿靠拢。③不要靠近孤立的高楼、烟囱、电杆，不要进入孤立的棚屋、岗亭。宜躲入有防雷设施保护的建筑物内，或有金属顶的各种车辆及有金属壳体的船仓内。
④不要穿湿衣服赶路；不要使用移动电话；
⑤不要在开阔的水面游泳、划船，应尽快离开水面或稻田；
⑥不要靠近金属物体；不要站在避雷针引下线附近。远离建筑物外露的水管、煤气管等金属物体及电力设备。附近高压线遭雷击断裂时千万不要跑动，而应双脚并拢，跳离现场，因为高压线断点附近存在跨步电压。
⑦不要把锄头铁铲等带金属的工具扛得高高的；也不宜撑铁柄伞，更不能把金属工具锄头、铁锹、镐和铁锨等托在肩上。
⑧不要骑牛、马，不要在空野里骑摩托车、自行车。
特别注意的是：当看见闪电几秒钟内就听见雷 声时，说明正处于雷暴附近，应停止行走，两脚并拢并立即下蹲，不要与人拉在一起或多人挤在一起，最好使用塑料雨具、雨衣等。当头、颈、手处有蚂蚁爬走感，头发竖起等静电反应，说明将身边马上将要发生雷击，应赶紧趴在地上，并丢弃身上佩戴的金属饰品和发卡、项链等。
4.3人体遭雷击后的急救
人体在遭受雷击后，往往会出现“假死”，现场急救方法如下：
4.3.1是进行口对口人工呼吸。雷击后进行人工呼吸的时间越早，对伤者的身体恢复越好，因为人脑缺氧时间超过十几分钟就会有致命危险。如果能在4分钟内以心肺复苏法进行抢救，让心脏恢复跳动，可能还来得及救活。
4.3.2对伤者进行心脏按摩，并迅速通知医院进行抢救处理。如果遇到一群人被闪电击中，那些会发出呻吟的人不要紧，应先抢救那些已无法发出声息的人。若遭受雷击者心跳和呼吸都已停止，则应上述两种方法同时进行。雷击后进行就地抢救的越及时，救活的可能性越大，对伤者的身体恢复越好，所以以上就地抢救措施应坚持到医生到达现场为止。
4.3.3如果伤者遭受雷击后引起衣服着火，此时应马上让伤者躺下，以使火焰不致烧伤面部，并往伤者身上泼水，或者用厚外衣、毯子等把伤者裹住隔绝空气，以扑灭火焰。
另外需要注意的是：救护地点应选在通风阴凉的地方，不可高寒爆热，周围不可围一圈人，不能用刺激的方法，例如：向遭受雷击者泼冷水，大呼其名字等，更不要架着被救护人到处乱跑。加强农村防雷工作的思路
5．1 农村防雷组织体系
建立合适的农村防雷组织体系对于广大农村的防雷工作，仅靠基层气象部门现有的人力和物力是难以完全承担的，必须依靠乡(镇)政府和农村的基层组织，建立一套防雷组织体系。①争取当地乡(镇)政府结合气象灾害防御工作配备防雷安全督察员(也可是兼职)，受乡政府和县防雷中心的双重领导，负责全乡(镇)防雷工作的宣传和实施，协助县防雷中心组织乡(镇)、村两级防雷培训和防雷装置的安全检查。
②地村级设立防雷安全自检员和雷击灾情通信员。防雷施工时负责协助施工单位按审核通过的设计方案进行施工。平时负责对村防雷装置的维护和自检，发现雷击事故时及时向县防雷中心报告灾情。
5．2 做好雷电的预警预报
气象部门要加强雷电灾害的监测、预警预报工作。我市已初步建立由卫星、多普勒雷达、闪电定位仪、大气电场仪、自动气象站组成的立体雷电监测网，要充分发挥气象现代化建设的[6]
作用，努力提高雷电落区预报的准确率和预警时间的提前量，并通过现代通信手段及时告知农民，让农民能有针对性的作好防御雷电的准备，从而有效地避免雷电灾害事故。
5．3 加强农村防雷的科普宣传
加强农村防雷科普宣传和雷电知识普及是推动农村雷电灾害防御工作的基础和关键。①培训农村雷电灾害防御工作管理、宣传和技术的骨干。举办乡防雷安全督察员、村防雷安全自检员等培训班，使被培训人员掌握一般的防雷基础知识和防雷有关的法律法规知识，了解防雷常识和防护措施，组织开展简单的防雷设备自检。
②利用好农村现有手段和方式加强科普宣传，消除对雷电灾害的不正确认识。要争取各级政府和有关部门的支持，充分利用电视、广播、报纸、手机短信、网络等方式加强防雷科普宣传，在村庄、农村中小学校可采用张贴防雷宣传画、雷电灾害警示图片强化宣传工作，有条件的地方可利用宣传车巡回宣传。结语
雷电灾害是最严重的十大自然灾害之一，而每年因雷击造成人员伤亡的事件主要发生在农村地区，广大的农村防雷现状亟待改善和提高。农村防雷是防雷工作的薄弱环节，也是今后一时期防雷工作的重点，我们应本着以人为本的原则，加强农村雷电知识科普宣传，积极探索农村防雷方法，最大限度地保障农村劳动人民的财产安全。
参考文献：
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[4]梅卫群，江燕如．建筑物防雷工程与设计[M]．2版． 北京气象出版社，2006：448—462．
[5]中华人民共和国国家标准——建筑物防雷设计规范[s]北京：中国计划出版社，2001：22．
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[7]杨杰.农村防雷不容忽视.贵州气象 2005年第2期 第29卷 ：41-43
[8]农村防雷知识ABC.南方农机 2008年第2期：43
第三篇：风电场雷击事故的分析及防范措施
风电场雷击事故的分析及防范措施
摘要：风电场经常发生雷击跳闸事故，通过对事故的分析，提出在多雷山区应采取的一些防雷措施。
关键词：风电场 雷击 防雷分析 防雷措施
一、引言
架空输电线路是电力网及电力系统的重要组成部分，由于它暴露在大自然中，易受到外界的影响和损害。而雷击是其中最主要的一个方面。架空输电线路所经之处大都为旷野或丘陵、高山，输电线路长，遭遇雷击的机率较大。雷击放电引起很高的雷电过电压，是造成线路跳闸事故的主要原因。据统计，雷击引起的跳闸事故占电力系统事故的50%～70%。
二、典型故障
就拿某风电场为例，某风电场地处丘陵地带，依山傍水，雷电活动较为活跃。当地气象部门统计资料表明该地区落雷较多且强度较大，是典型的多雷地带。进入春夏季节后，该风电场35kV集电线路发生多次雷击事故。最严重的一次雷击发生在六月中旬，四条35kV集电线路过流保护动作跳闸，两条线路35kV开关柜内过压保护器炸裂。巡线后发现线路杆塔及箱式变压器高压侧多处避雷器被击毁，多处瓷瓶炸裂。风机内多个交换机和网关损坏,严重影响了风电场的安全生产运行。
三、雷电事故的判别及特征
架空电力线路由雷电产生的过电压有2种：一种是雷击于线路或杆塔引起的直击雷过电压；另一种是雷电产生电磁感应所引起的感应雷过电压。其中，感应雷过电压是引起线路故障的主要原因。经分析该风电场易遭受雷击的杆塔大都是：
（1）山顶的高位杆塔或向阳半坡的高位杆塔。（2）临水域地段的杆塔。
（3）山谷迎风口处杆塔。而雷电反击是引起箱式变压器内避雷器以及风机内交换机和网关损坏的主要原因。
四、雷击故障产生的原因分析
(1)该地区属于多雷区，气象统计数据表明其年均雷暴日在60d 以上，分布在此区段的35kV架空线路受雷击率较高。而该风场线路设计时没有考虑其环境特殊性，基本按常规设计。
(2)35kV线路上没有安装避雷线，防雷主要靠安装在线路上的避雷器，而避雷器只安装在变电站的出线侧和配电变压器的终端杆，这样造成线路中间缺少保护。
(3)杆塔及避雷器接地存在缺陷。部分杆塔接地电阻较大，致使泄流能力降低，雷击电流不能快速流入大地。另外接地引下线的截面为8mm圆钢，不满足12mm的设计标准。
(4)直线杆塔采用P-20 针式绝缘子。此类绝缘子质量存在缺陷，曾多次发生雷击绝缘子引起的接地故障或短路故障。
五、防雷措施
根据以上分析，可采取如下防雷措施：
(1)35kV集电线路架设避雷线，虽然雷击于避雷线时，由于线路绝缘水平低会引起反击闪络，但避雷线对间接雷击感应过电压的幅值可以减少30%左右，能有效降低线路跳闸率。
(2)提高线路耐雷水平，采用比线路电压等级更高一级的绝缘。如：采用陶瓷横担替代原镀锌铁横担；将原P-20 针式绝缘子更换为防雷绝缘子。都能大大提高线路绝缘水平。
(3)改善杆塔接地网，降低接地电阻对提高架空线路耐雷水平、减少反击概率是非常有效的。对于部分位于山顶地势较高处杆塔或高土壤电阻率无避雷器的杆塔，可采用连续伸长接地体将每根杆塔的接地装置连接起来的措施，以形成一条低电阻通道，防止杆塔顶部的雷电场强发生畸变，即防止线路遭受雷击。也可以通过填充降阻剂或置换接地体附近小范围内高电阻率土石以降低接地电阻。
(4)重新测量接地电阻，发现不符合规定的及时整改。检查接地引下线与接地装置的连接是否符合要求，安装是否规范、可靠。(5)完善避雷装置，定期进行避雷器预试验。雷雨季节前加强对线路的巡视。并抽取易受雷击杆塔上的绝缘子进行耐压试验。有不符合规定值的及时更换。
六、结束语
影响架空输电线路雷击跳闸率的因素很多，有一定的复杂性。解决线路的雷害问题，要从实际出发，因地制宜，综合治理。对处于多雷地区的配电线路，除在设计之初就应考虑其防雷特殊性外，还应充分了解地理、气象及线路运行等各方面的情况，核算线路的耐雷水平，研究采用措施的可行性、工作量、难度、经济效益及效果等，然后采取相应的一种或几种防雷措施。在平时运行维护工作中，也应加强防雷装置和接地装置的运行维护，定期检查和测量，才能保证配电线路正常运行。
第四篇：变电站信息系统雷击事故调查分析
摘要
2008年8月21日14时许，**县城北变电站因遭受雷电的影响，致使该站内多套电子电器设备受到不同程度的损坏。经**县防雷中心技术人员现场实地调查、分析，认为这次事故是由于雷电电磁脉冲对这些设备的精密元器件造成了一定程度的损坏，对该站的防雷设施提出了整改意见。
引言
近年来，随着高层建筑的不断兴建和信息处理技术的日益普及，加上各种先进的电子电气设备普遍存在着绝缘强度低、过电压和过电流耐受能力差、对电磁干扰敏感等弱点，一旦建筑物受到直击雷或其附近区域发生雷击，雷电过电压、过电流和脉冲电磁场将通过各种途径入侵室内，威胁各种电子设备的正常工作和安全运行，严重时可能造成人员伤亡。
2008年8月21日**县城北变电站遭受雷击电磁脉冲的影响，致使该站设备损坏，造成该站供电范围内所有用户停电，后经启动后备设备恢复正常供电。经检查，发现网通电话不通、主变电器有胶味、网通ups电源未启动，计算机内一自动录音语音数据卡损坏、主变测温模块损坏、cdd-t20b一号主变后备保护模块损坏和机房网通机柜内设备损坏不同程度损坏，造成该站直接经济损失约5万元。
一、变电站住宿楼、值班室和损坏设备的基本概况
**县城北变电站位于江口镇信义开发区中段。住宿楼高约14米，长约30米，宽约8米；值班室高约5米，长约20米，宽约8米；两幢楼间距约12米。大楼的接地装置利用基础地网内的钢筋；接闪器为明敷避雷带，锈蚀严重；网通信号线路缠绕在住宿楼避雷带上。值班室未采取防直击雷措施，值班室中心位置的总控室机柜作了均压连接和接地处理。
该变电站主变测温模块损坏、cdd-t20b一号主变后备保护模块位于总控室内；网通机柜位于住宿楼顶梯帽内，信号线路经缠绕固定在避雷带上后进入网通机柜；自动录音计算机位于值班室西面一约10平方米的房间内单独放置，该计算机后与总控室内设备相连；其自动录音计算机网线经网通机柜输出并缠绕固定在避雷带上后架空进入值班 室接入该计算机，此线起到了不是引下线而胜似引下线的作用。该站在强电方面作了完善的电源防雷保护，但在信号上均未采取 任何防雷保护。
二、事故原因分析
经现场检查放置在住宿楼顶梯帽内网通机柜后，发现机柜内设备不同程度损坏，并通过架空网线接入自动录音计算机语音卡，造成该卡输入和输出端均有明显的损坏痕迹，致使后续设备主变测温模块损坏、cdd-t20b一号主变后备保护模块损坏。
由于雷击现场没有发现住宿楼天面及其接闪器部分遭受过直接雷击的痕迹和现象，因此确认本次雷击中所损坏的电子设备均属雷击电磁脉冲所致，网通ups可能是由于电磁场干扰造成电压波动而未能启动，并致使后续设备主变测温模块和cdd-t20b一号主变后备保护模块损坏。
首先，发生闪电时，强大的雷电流的主要通道周围产生一定强度的电磁场，置于该磁场内的所有电器、电子设备、金属管道均会产生瞬态感应过电压，并寻找环流出路以求电能释放，环路通道一旦形成则产生瞬态脉冲电流，当电流超过元器件承受能力时，就会造成设备损坏。其次，雷击电磁场能够在回路中和线路上感应出一定强度的瞬态过电压，而感应电流从建筑物防雷装置流过时将在建筑内部空间产生脉冲瞬态磁场，这种快速变化的磁场交链这些回路后，也将会在回路中感应出瞬态过电压，危及这些回路端接的电子设备或者电子元件。而一般的电子元器件的工作电压非常微弱（其工作电压，一般情况下为5-12v）。
三、对该站防雷措施提出的整改意见
经过对雷击现场的实地勘察分析后，发现该站在防雷措施方面存在着一定的缺陷，因此对该站的防雷设施方面提出几点整改意见：
（1）所有信号线路均应远离避雷带，更不应缠绕在避雷带上。
（2）根据相关的规范标准要求，应对弱电设备进行多级的电源防雷保护；网通机柜应作接地处理。
（3）所有输入信号设备应有信号电涌保护器。弱电设备因其抗感应能力较弱，应放置于屏蔽效果较好的橱柜内，其金属构件应进行等电位连接。
（4）各种电子电气设备应与墙体特别是作为引下线的柱子保持一定的距离，以防止大楼遭直击雷或附近遭雷击时产生的感应雷电流沿外墙泄流入地的引下线周围产生较强的电磁场而损坏微电子设备。
第五篇：一起雷击引发的电网事故分析(论文)
一起雷击引发的电网事故分析
巫聪云，王德付
（广西电力调度通信中心，广西 南宁 530023）
摘要：通过一起雷击引发的电网事故，分析了雷击频繁地区输电线路防雷措施缺失和断路器失灵保护拒动对系统造成的重大影响，并结合距离保护的阻抗特性圆和故障录波图进一步解释线路远后备保护拒动和主变零序反时限过流保护越级动作的原因，最后提出相应的防范措施。
关键词：线路防雷；失灵出口；保护配合；拒动；
0 引言
2010 年8 月3 日，由于某局所辖的两条220kV同杆并架双回线连续遭雷击，某局管辖的多条线路及主变先后跳闸。造成220 kV黄桥站全站失压，并导致500kV海港站#1主变跳闸。对此次全站失压的原因进行认真分析，吸取经验教训并制定相应有效的措施对提高电网的安全运行是大有裨益的。事故经过
1.1 运行方式简介
事故发生前，500kV海港站220kV海高Ⅰ线2065开关停电检修，其余元件正常运行。220kV黄桥站双母并列运行：1号主变2001开关、海黄Ⅰ线2053开关、竹黄Ⅰ线2056开关接在Ⅰ母；海黄Ⅱ线2054开关、竹黄Ⅱ线2055开关接在Ⅱ母，母联2012开关合环运行。
220kV竹坪站双母并列运行：1号主变2001开关、竹黄Ⅰ线2057开关、海竹线2053开关接在Ⅰ母；竹黄Ⅱ线2056开关、竹新线2052开关接在Ⅱ母，母联2012开关合环运行。
500kV海港站及其相邻变电站地区环网接线情况如图1所示。：
黄桥站Ⅰ母2053Ⅱ母2001#1主变海港站500kVⅡ母防海乙线205420552056竹黄Ⅱ线竹黄Ⅰ线Ⅱ母Ⅰ母2051海琴线海黄Ⅰ线海黄Ⅱ线海竹线海新Ⅰ线海新Ⅱ线*********0585031500kVⅠ母200120592064海高Ⅰ线2065海高Ⅱ线#1主变2012#1主变2052竹新线竹坪站图1 某地区电网接线图
Ⅰ母Ⅱ母
1.2 事故过程
整个事故过程分为四个阶段，具体情况如下：
第一阶段： 2010年8月3日4时29分45秒，220kV竹黄I、II线同时受雷击发生A、C相间故障，线路两侧主
一、主二保护动作出口，开关三跳不重合。
第二阶段： 4时35分23秒（距第一次故障6分钟后，220kV竹黄I、II线未恢复运行前），因竹黄I、II线再次遭受雷击，220kV黄桥站竹黄Ⅰ线2056开关的A相灭弧室断口发生击穿，220kV竹坪站竹黄Ⅱ线2056开关的C相灭弧室断口发生击穿，线路纵联主保护动作，但由于开关已在断开状态，无法切除故障，线路保护启动失灵跳相应段母线上的所有开关。220kV黄桥站220kV Ⅰ段母线失压，竹黄I线故障点被隔离。由于失灵出口跳母联2012开关的回路故障，母联2012开关未能成功跳开，竹黄II线故障依然存在。
第三阶段： 220kV竹坪站Ⅱ母失灵动作后，由于母联2012开关未跳开，500kV海港站1号主变仍然通过竹海线给竹坪站故障点提供故障电流，海港1号主变两套保护的中压侧零序反时限保护因满足条件动作，出口跳海港1号主变三侧开关。220kV竹坪站1号主变通过母联给故障点提供故障电流，220KV侧零序过流II段一时限动作，跳竹坪主变三侧开关。
由于220kV竹坪站母联2012开关不能及时跳开，系统一直给竹黄Ⅱ线的故障点提供短路电流，4时35分28秒，220kV竹坪站竹黄Ⅱ线2056开关C相灭弧室经长时间的故障电流发热后爆炸，竹黄Ⅱ线Ⅱ母侧刀闸20562刀闸C相支柱瓷瓶断裂，造成220kV竹坪站220kVⅡ段母线C相故障，220kV竹坪站220kVⅡ母两套母差保护动作由第二套母差保护出口跳开2012母联开关，至此故障最终被隔离。
第四阶段：4时35分56秒，220kV黄桥站竹黄Ⅱ线2055开关又因雷击空载线路，开关的B、C相灭弧室断口发生击穿，同样线路保护动作无法切除故障，启动Ⅱ母失灵，失灵保护动作后跳开海黄Ⅱ线2054开关，同时远跳海黄Ⅱ线海港侧2053开关。
至此，220kV黄桥站全站220kV母线失压，220kV竹坪站220kVⅡ母线失压，500kV海港站主变三侧开关跳闸，将500kV电网与220kV电网断开。事故分析
3.1事故原因
经过分析造成此次事故的原因主要有两个： 一是由于雷击线路没有有效防雷措施。
6月至8月间，在南方一般多为雷暴天气，雷击线路现象较为普遍，220kV竹黄Ⅰ、Ⅱ线所在地区雷暴日更为频繁，220kV竹黄Ⅰ、Ⅱ线在遭受雷击跳闸的情况下，由于线路未安装避雷器，空线路再次遭受雷击后，雷电波反射产生的过电压致使开关发生纵向击穿，是导致本次事故发生的直接原因。
二是竹坪站220kV第一套母线保护装置由于驱动芯片MC1413输出异常致使母差失灵保护动作时该继电器未能正确动作，220kV母联2012开关出口中间TJML继电器无法出口，导致失灵保护动作后，出口接点无法接通，造成失灵保护跳竹坪站220kV母联2012开关无法出口，引发了事故范围的扩大。
3.2 保护行为分析
此次事故中，220kV海竹线是海港站与竹坪站之间唯一的联络线，海港站220kV海竹线配置的线路保护为南瑞继保公司的RCS-931AM和RCS-902C保护装置，其中作为竹坪站后备保护有接地距离Ⅱ段、接地Ⅲ段和零序过流Ⅲ段保护。这些后备保护在事故中均没有动作，海港站#1主变零序反时限过流保护动作将事故范围扩大。3.2.1 220kV海竹线保护动作行为分析
针对220kV海竹线保护配置及特点将其动作行为分析如下：
海港站220kV海竹线线路RCS-931AM和RCS-902C保护装置相关整定定值为： 正序灵敏角：78度。零序补偿系数：0.62 接地距离Ⅱ段定值：8.0欧（二次值）；时间：0.9秒。接地距离Ⅲ段定值：9.26欧（二次值）；时间：3.3秒。零序过流Ⅲ段定值：0.24安（二次值）；时间：5.3秒。
1）接地距离Ⅱ段保护
根据整定值和录波数据绘制出接地距离Ⅱ段动作特性圆，以及事故时保护装置测量阻抗的运动轨迹。如图2所示。
图2 测量阻抗在接地距离Ⅱ段动作特性圆的运动轨迹
竹坪站220kV竹黄Ⅱ线2056开关C相刚开始击穿，由于开关灭弧气室未完全击穿，电弧电流不稳定，导致短路电流的大小及相位的变化。因此，海港站220kV海竹线距离保护的测量阻抗在距离Ⅱ段动作特性圆边界附近来回移动，保护元件无法连续计时，竹坪站220kV竹黄Ⅱ线2056开关C相完全击穿后，短路电流和相位相对稳定，此时，海港站220kV海竹线距离保护的测量阻抗在一段较长的时间内进入距离Ⅱ段动作区，但累积时间只有882.9ms，未达到整定值0.9s，保护不动作。之后，由于海港#1主变三侧开关跳闸，流经220kV海竹线的短路电流变小，因此，测量阻抗基本在距离Ⅱ段动作特性圆外，保护不动作。因此，海港站220kV海竹线接地距离Ⅱ段保护在整个过程中没有动作出口。2）接地距离Ⅲ段保护
根据整定值和录波数据绘制出接地距离Ⅲ段动作特性圆，以及事故时保护装置测量阻抗的运动轨迹，如图3所示。
图3 测量阻抗在接地距离Ⅲ段动作特性圆的运动轨迹
从竹坪站220kV竹黄Ⅱ线2056开关C相开始击穿至海港站#1主变三侧跳闸之后的一段时间内，测量阻抗进入接地距离Ⅲ段保护的动作区，海港站#1主变三侧跳闸之后，220kV海竹线提供的短路电流逐渐变小，测量阻抗已移出接地距离Ⅲ段段保护的动作区。在整个事故过程中，测量阻抗进入接地距离Ⅲ段保护动作区的时间只有2.8秒，没有达到整定时限3.3秒，因此，海港站220kV海竹线接地距离Ⅲ段保护在整个过程中没有动作出口。3）零序过流Ⅲ段保护
图4 220kV海竹线电流录波图
海港站220kV海竹线2057开关CT从故障开始到竹坪站220kV竹黄Ⅱ线2056开关C相爆炸，零序电流持续时间为4515.7毫秒（如图4所示），而零序过流Ⅲ段动作时间整定为5.3秒，因此零序过流Ⅲ段没有动作。
3.2.2 海港站#1主变保护零序过流反时限动作行为分析
由于竹坪站220kV 母联2012开关拒动，220kV竹黄Ⅱ线2056开关C相纵向击穿及线路C相接地故障无法隔离，海港站#1主变仍然通过220kV竹海线给竹坪站故障点提供故障电流，海港站#1主变配置的第一、二套主变保护RCS-978E装置220kV侧零序反时限过流保护在故障后约3.7秒后动作，跳主变三侧开关。
分析：根据零序过流反时限计算公式：
0.02t(I0)＝｛0.14/[(3I0 / IP)－1]｝×TP 式中：TP——时间常数，动作后断变压器各侧开关。IP——基准电流，统一取一次值：300安。
海港站#1主变保护RCS-978CF装置相关定值整定如下：
零序反时限过流定值（电流基准值）：0.12 安（二次值）一次值：300安 零序反时限时间（时间常数）：1.2 秒
零序反时限跳闸控制字：000F（跳三侧开关）
根据海港站#1主变故障220kV侧电流录波图（如图5所示），#1主变220kV侧3IO平均值约为=1.10安（二次值）
图5 海港站#1主变220kV侧电流录波图
代入上式中，则有：
0.02t(I0)＝｛0.14/[(1.10 / 0.12)－1]｝×1.2 ＝3.71秒 因此，海港站#1主变第一、二套主变保护RCS-978CF装置的220kV侧零序反时限过流保护在竹黄Ⅱ线2056开关C相爆炸前动作出口跳开主变三侧开关，将500kV电网与220kV电网进行有效隔离。4 防范整改措施
针对此次事故，经分析以后制定以下防范措施：
1、开展输电线路综合防雷治理工作，有针对性的采取局部加强绝缘、架设耦合地线、减小杆塔保护角等防雷措施。同时，要高度重视线路避雷器安装工作，实践证明，线路避雷器能有效避免由于二次雷击造成开关断口纵向击穿。因此，应将雷暴日频繁地区的输电线路安装线路避雷器列入反事故措施中，并加强反措执行的刚性，加大反措的资金投入，特别是对未安装避雷器的220kV及110kV输电线路应及时进行线路避雷器的加装工作。
2、为了简化失灵保护的二次回路，很多地区对于双母线接线形式的断路器失灵保护只配置了一套，一般都通过第一套母线保护中的失灵保护出口，单一的失灵出口回路故障会引起出口继电器无法励磁，造成失灵保护拒动甚至引发电网大面积停电事故等严重后果。为防止断路器失灵保护由于单一配置的继电器损坏导致保护拒动的事故，失灵保护应按照双重化配置原则进行配置，以提高失灵保护的可靠性。
3、本次事故中暴露出不同原理的500kV变压器220kV侧零序反时限过流保护与220kV线路接地距离保护、零序定时限过流保护存在失配的可能，经过计算后，如满足保护配置要求，可有选择地退出500kV变压器的220kV侧零序反时限过流保护，以避免由于后备保护失陪造成越级动作。
4、与保护设备生产厂家研究实现对保护装置中重要的出口继电器及其回路进行监视，异常时能及时告警的功能，当出口继电器及相关回路发生异常时，装置能及时向后台监控系统发告警信号，运行人员及相关调度部门方可作出正确、及时的判断及处理。
参考文献
[1] 崔家佩,孟庆炎,陈永芳,熊炳耀.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算[M].北京.水利电力出版社，1993.[2] DL/T559-94,220kV～500kV 电网继电保护装置运行整定规程[S].[3] 唐卓尧,广东省电力系统继电保护反事故措施及释义[M].北京.中国电力出版社，2008
作者简介
巫聪云（1979-），男，本科，工程师，从事电力系统继电保护运行管理工作。联系方式：***（手机）电子邮箱：wu_cy.dd@gx.csg.cn
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