本文通過對歷年來油田電網遭受雷擊的情況進行分析，對勝利油田輸配電網的供電線路雷擊過電壓和防雷方式的選擇進行研究，找出雷害事故頻發的原因，提出適應油田電網線路特點的防雷措施和方案。
勝利油田電網是一個特殊的電力系統，電網最高電壓等級為220kV，送電電壓以110kV 為主,35kV為輔,配電電壓為6-10kV。5300km電力輸配電線路，181座變電站，分布在東營、濱州、淄博三個市的12個縣區。35kV、6kV線路大部分位於比較空曠的採油區(如蘆葦蕩、荒地內)，周圍沒有相對較高的建築物,分布在整個平原上的輸配電線路雷擊率相對較高。
根據山東省氣象局雷電觀測站的統計分析，東營附近黃河入海口處屬於閃電活動最頻繁的地區之一，研究發現,14 :00～20 :00 和02 :00～08 :00 兩個時段在東營地區存在明顯的雷電高值中心。在氣象數據記錄中東營市年平均雷暴日數為32.2天/年。
110kV及其以上的電壓等級線路裝有全線避雷線，而6kV～35kV屬於中壓配電網絡,電網的絕緣水平較低，線路沒有全線避雷線，因此,這些線路在雷雨季節成為運行的薄弱點，容易發生雷害事故。
根據勝利油田電網事故的統計和分析結果表明，孤島、史口、東區三個地區是雷擊主要發生區域，年雷擊事故發生平均次數為60次，事故多發於35kV和6kV等級的輸電線路，這兩個電壓等級的雷擊和疑似雷擊事故佔到了總數的80%以上，因此改進這兩個線路等級的防雷措施，是減少雷擊事故的關鍵。
輸配電線路雷電過電壓的形成
直擊雷過電壓：雷直擊於導線；雷電繞過避雷線擊於導線；雷擊杆塔及其附近避雷線造成的反擊；雷擊避雷線檔距中央時的過電壓。
感應雷過電壓：雷擊線路附近大地時對無避雷線的導線上的感應過電壓；有避雷線屏蔽的感應過電壓；雷擊線路塔頂時導線感應的過電壓。
油田電網雷害原因的分析
雷擊過電壓後造成較多的事故是：懸垂擊穿脫落、導線落雷燒斷、避雷器爆炸、絕緣子擊穿、電纜頭擊穿、瓷瓶擊碎、穿牆套管擊穿、開關擊壞等。雷害事故頻繁，除了油田電網地區雷電天氣活動頻繁、油田電網線路處於平原易受雷擊等因素外，還有以下一些原因。
（1）系統本身的防雷水平
在6－35kV電網中,主要是靠安裝在線路上的避雷器進行保護，而這些避雷器一般安裝在變電所的出線側或配電變壓器的高壓側, 線路中間缺少保護, 如果線路遭受雷擊, 即使避雷器動作, 線路絕緣子或懸垂在較高的雷電過電壓作用下也會閃絡或擊穿脫落，這也是雷害中最常見的現象。
6kV～35kV 電網容易發生孤光接地過電壓和鐵磁諧振過電壓。雷電流過後的工頻續流不能可靠熄孤而形成間歇性的電弧接地。電弧的間歇性熄滅與重燃會引起網絡電磁能的強烈振蕩，產生較高的弧光接地過電壓，該過電壓可達3.5倍最高相電壓，且持續時間長，會引起避雷器爆炸。
另外雷電過電壓還會激發電磁式電壓互感器產生鐵磁諧振過電壓，也會對避雷器運行有不利影響。還有些避雷器由於質量的原因在運行中受潮或間隙動作後不能可靠熄弧引起爆炸,造成電網接地短路事故。在油田電網的雷害事故中，有過30多起避雷器爆炸事故。
（2）防雷設備接地不良問題
如果接地不良,避雷器等防雷設備則形同虛設。良好的接地可以洩漏大部分雷電流，保障系統的安全。6kV～35kV 配電型避雷器接地有相當一部分接地電阻超標。另外一些避雷器的接地引下線採用帶絕緣外皮的鉛線做接地引下線。
如果引下線內部折斷，不容易發現，且兩邊的連接頭容易鏽蝕。還有些避雷器的接地引下線在埋入土中與接地體連接處，由於腐蝕電位差不同，容易發生電化腐蝕而斷裂。
(3) 柱上開關和刀閘的防雷隱患
在6kV～35kV電網上安裝了一定數量的柱上開關和刀閘，這對保證電網運行方式的靈活性，提高供電的可靠性起了很大的作用，但這些柱上開關和刀閘沒有安裝避雷器保護，或僅在開關側裝避雷器保護。
這樣當開關或刀閘斷開時, 線路遭受雷擊, 雷電波沿線路傳播到開關或刀閘斷開處，將發生雷電波的全反射，反射後雷電壓將升高一倍，該電壓會危及開關或刀閘的絕緣，使開關內部或外部絕緣發生擊穿或閃絡。如35kV河淨線開關就曾被雷擊損壞。
(4) 多迴路同杆架設問題
為了減少佔地、節約投資往往採用多迴路同杆架設。一旦線路遭受雷擊，引起線路斷線或絕緣子對地擊穿，擊穿後工頻續流較大, 由於同杆架設的各迴路之間距離較小，則持續的接地電弧將使空氣發生熱游離和光游離，電弧的游離會波及到其他迴路，造成同杆架設的其他線路過電壓。
(5) 配電變壓器雷害事故
目前大多數配電變壓器的防雷保護, 只是在變壓器的高壓側安裝有一組避雷器進行保護, 低壓側不裝避雷器, 這在少雷區是可行的, 但是在多雷區, 就經常發生配電變壓器雷擊損壞的事故。變壓器損壞的同時還會造成線路接地短路引起線路跳閘。
(6) 35kV線路防雷問題
35kV線路由於在變電所有1km～2km的進線段保護，且線路的絕緣水平較高，雷害事故比6kV和10kV少，但35 kV網絡中要特別注意備用線路的防雷問題。即那些開關斷開而線路刀閘在合閘狀態的熱備用線路，一旦線路遭受雷擊，雷電波沿線路向變電所傳播到開關斷開處，會發生全反射,形成2倍的過電壓，造成開關損壞事故。35kV線路，由於沒有直擊雷保護措施，也時有發生直擊雷事故，擊斷導線或擊中杆塔，使線路跳閘。
油田電網線路防雷措施的研究
根據勝利油田電網遭受雷害記錄的分析和研究，結合油田電網地理、天氣狀況，可以採取以下措施，提高線路的防雷水平，減少油田電網線路雷擊機率。
(1) 增設避雷針、避雷線
在適當雷電活動密集區域地段架設避雷針防直擊雷, 對線路上容易遭受雷擊的杆塔,可在杆頂加裝避雷針,或在若干基杆塔上架設避雷線以防止直擊雷。其具體的做法可在每基杆上安裝避雷針, 避雷針伸出電桿頂端2m, 避雷針引下線用圓鋼，接地裝置用角鋼,接地電阻應小於4Ω。
(2) 對線路避雷器合理選擇、使用、維護
對於中壓電網，線路避雷器是一個非常有效的防雷措施。根據油田6kV～35kV電網的情況, 在避雷器的配置上可在如下方面進行改進：
a)在雷電活動頻繁地區和容易遭受雷擊的線路杆塔上加裝線路避雷器進行保護。在位於空曠地帶的6kV(10kV)線路上加裝專門的避雷器。在多雷地區,則每杆裝一組避雷器, 從而起到避雷作用, 減少雷擊斷線事故。b）選用保護性能好的金屬氧化物避雷器,淘汰碳化矽避雷器，對6kV(10kV)輸電線路加裝帶脫離裝置的無間隙避雷器和有外串聯間隙避雷器兩種避雷器。應用中以無間隙氧化鋅避雷器為主，安裝於用戶側和電站側；串聯間隙氧化鋅避雷器為輔，安裝於巡線困難的地區，以取得最佳的防雷效果。c)避雷器的安裝地點儘量靠近被保護的配電變壓器。防雷的地網與工作地網不能有連接，而且工作地網與防雷地網的距離保持6m 以上，工作地網不能與水泥電桿和其它導體接觸，且接地電阻值應符合配電變壓器容量，超過100kVA 的接地電阻不宜超過4Ω，變壓器容量在100kVA 及以下的接地電阻5Ω～10Ω。d)在柱上開關和刀閘兩側裝避雷器保護, 以防止線路遭雷擊後開路反射。e)在35kV進線終端杆加設線路避雷器, 限制沿線路侵入到變電所的雷電波。在線路備用時, 可以防止沿線路侵入的雷電波開路反射擊壞開關設備。f)在配電變壓器的高、低壓側同時加裝合適的避雷器進行保護，防止正變換過電壓和逆變換過電壓造成配電變壓器的損壞。(3) 安裝電抗線圈
電抗線圈一方面可以降低雷電波的陡度，保護電氣設備尤其配電變壓器的匝間絕緣；另一方面雷電波通過電抗線圈後會產生電阻和電暈損耗,幅值降低可使避雷器正常發揮作用，達到保護電氣設備主絕緣的目的。可以在變電站油井線路出線側安裝可調空心限流電抗器。
在每臺配電變壓器上安裝成品電抗器不經濟,可以利用現有條件，將變壓器下引線預製長一些，把在靠近熔斷器一側的導線繞製成空心電感線圈，減少雷電波對配電變壓器絕緣的損壞。
(4) 安裝自動跟蹤補償消弧裝置
35kV系統中性點經消弧線圈接地後可降低電網雷擊閃絡接地故障電流的建弧率,減少線路跳閘。自動跟蹤補償消弧裝置對於防雷也是非常有效。對電容電流超過10A的電網，安裝自動跟蹤補償消弧裝置進行補償，可有效降低線路建弧率。同時,中壓電網加裝自動跟蹤補償消弧裝置後還能有效地防止弧光接地過電壓和鐵磁諧振過電壓。
(5) 提高線路絕緣水平
可以在耐張及懸垂杆絕緣子串上增加一片絕緣子。在雷擊集中區域，可以考慮提高一個電壓等級。如對鐵橫擔線路使用比額定電壓高一個等級的針式絕緣子。可以把鐵橫擔接地，減少發生相間短路的機會。
(6) 改善中壓電網杆塔和防雷裝置的接地
35 kV進線段架空地線杆塔的接地電阻不應大於10Ω, 終端杆接地電阻不應大於4Ω。避雷器和配電變壓器的接地電阻不應大於10Ω，重要變壓器和避雷器的接地電阻不應大於4Ω。避雷器等防雷設備的接地引下線要用圓鋼或扁鋼,防止連接處鏽蝕和地下部分因鏽蝕開路。也可借用斜拉線作為接地線。
(7) 提高自動重合閘的投運率
因為雷電過電壓造成的擊穿大都是瞬時性故障，所以絕緣子放電後一般都能自行恢復絕緣，自動重合閘是減少雷害事故、保證供電可靠性的主要手段。
(8) 加強電網的運行維護
加強設備和防雷設施的巡視檢查，加強避雷器的維護試驗，及時發現缺陷和隱患進行處理，防止避雷器自身故障或者失效而造成的事故。積極引進防雷新技術，如新型避雷針、避雷器、雷電定位系統等。還要加強技術管理工作，認真總結運行經驗，進行防雷技術知識的培訓，建立技術資料臺帳。
結論
通過對防雷裝置的研究，電力管理總公司針對橋西線、物探線、廣王線、六墾線等部分特殊易遭受雷害的線路有選擇地試點加裝了脫離式線路避雷器，經過一個雷雨季節的考驗，未發生一起雷電引起的事故，確實起到了的避雷的作用，效果明顯。
通過在幾條線路上的使用，切實達到了防止雷害的目的。同時，為解決電網雷害提供一個理論依據和長遠的防雷目標。
輸配電線路防雷是一個系統工程，需要多方位地考慮，並採取綜合的治理措施，不斷強化配電網防雷措施的設計、防雷設備的選型、產品採購、安裝施工、運行維護全過程的管理,才能有效地防止雷害事故, 減少雷擊跳閘率，提高電網的安全運行水平。
（摘編自《電氣技術》，原文標題為「勝利油田配電線路雷害原因分析及防雷措施的研究」，作者為仲崇山。）