林小杰 鐘 靜 陳海濤 劉麗娟 王曉峰

(貴州省六盤水市氣象局 貴州六盤水 553001)

2018年11月7日，我中心接到了一起雷電災(zāi)害事故調(diào)查鑒定請求，初步接報為我市下轄盤州市四格風(fēng)電場一期6號風(fēng)機(jī)箱式變壓器于2018年3月25日疑遭雷擊造成損壞，要求進(jìn)行雷電災(zāi)害事故調(diào)查鑒定。翌日，我中心組織技術(shù)力量趕赴事故現(xiàn)場。

一、現(xiàn)場勘查

四格風(fēng)電場一期工程位于四格鄉(xiāng)坡上草原牧場，場址海拔高程在2 200m～2 780m之間，地勢開闊，場區(qū)內(nèi)以草坡為主。6號風(fēng)機(jī)位置為經(jīng)度：104.63 069，緯度：26.234 327。風(fēng)機(jī)發(fā)電后由風(fēng)機(jī)塔筒內(nèi)的箱式變壓器升壓至35kV，由埋地線路輸送至距風(fēng)機(jī)直線距離約1.5公里外的鐵塔，并入集線回路后變?yōu)榧芸站€輸送至風(fēng)電場110kV總升壓站。一期35kV風(fēng)機(jī)集電線路由架空線路和地埋電纜組成，其中架空線路占60%左右、地埋電纜占40%左右。

由于接到雷電災(zāi)害報告時距事故發(fā)生時段已久遠(yuǎn)，事故現(xiàn)場已恢復(fù)，我們無法調(diào)查第一現(xiàn)場信息。當(dāng)時，拆除的6號風(fēng)機(jī)故障變壓器經(jīng)實鑒高壓側(cè)B相套管損壞開裂。甲方自查報告中提及“2018年3月25日01時34分24秒，伴隨著一陣?yán)茁暭伴W電，四格風(fēng)電場監(jiān)控室警鈴保護(hù)跳閘告警，35kV I段母線母差保護(hù)動作，最大差動電流10.95A，35kV I段母線失電，導(dǎo)致廠用電失電及風(fēng)電場I母上所帶19臺風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)。通過現(xiàn)場設(shè)備檢查，發(fā)現(xiàn)35kV I段站用變高壓側(cè)電纜受雷擊損壞，當(dāng)日16：54分通過搶修恢復(fù)站用變運(yùn)行；在恢復(fù)送電時，第二組風(fēng)機(jī)進(jìn)線314線路零序保護(hù)動作，初步判定為線路或所帶風(fēng)機(jī)一次設(shè)備有故障，由于當(dāng)時是大霧雨天天氣，風(fēng)場能見度低，只能延期對線路及風(fēng)機(jī)逐一進(jìn)行排查。3月28日中午，天氣稍有轉(zhuǎn)晴，現(xiàn)場逐一斷開風(fēng)機(jī)與314線路連接的環(huán)網(wǎng)柜開關(guān)后，四格一期314風(fēng)機(jī)進(jìn)線絕緣正常，13:27恢復(fù)運(yùn)行；之后對風(fēng)機(jī)逐一進(jìn)行排查及恢復(fù)，排查過程中發(fā)現(xiàn)6號風(fēng)機(jī)無法并網(wǎng)且排查前并未見明顯故障點。3月29日17:00，打開一期6號風(fēng)機(jī)變壓器上部的保護(hù)罩進(jìn)行排查檢測，發(fā)現(xiàn)變壓器高壓側(cè)B相套管損壞開裂、高壓側(cè)絕緣基本為零；初步分析并匯報廠家確認(rèn)為變壓器高壓側(cè)B相套管損壞、開裂，高壓側(cè)BC相間繞組絕緣損壞且接地。”

二、氣象資料反查

根據(jù)事故發(fā)生時間，我們對相近時段周邊區(qū)域重要天氣進(jìn)行反查回顧：

1.雷電預(yù)警信息：六盤水市氣象臺于2018年3月24日23時50分發(fā)布雷電黃色預(yù)警，并于2018年3月25日06時25分解除雷電黃色預(yù)警。

2.閃電定位儀監(jiān)測資料：如表1所示，25日01時-02時，盤州市境內(nèi)閃電定位儀監(jiān)測到多次雷電現(xiàn)象。

表1：25日00時-02時六盤水市境內(nèi)閃電定位儀監(jiān)測數(shù)據(jù)

三、雷災(zāi)事故分析

通過事故現(xiàn)場周邊天氣實況反查證實了事發(fā)時段四格風(fēng)電場周邊確實為雷雨天氣，再結(jié)合甲方關(guān)于事故發(fā)生現(xiàn)場描述及6號風(fēng)機(jī)箱式變壓器損壞情況，我中心認(rèn)為該事件是由于輸電線路閃電電涌侵入造成的雷電災(zāi)害。變壓器損壞部分為高壓側(cè)，因此排除直擊雷擊中風(fēng)機(jī)的可能。事故具體成因為：閃電擊中站用變高壓側(cè)電纜或由于雷云的靜電感應(yīng)作用，使得輸電線路上感應(yīng)出與雷云符號相反的電荷，雷云主放電時，輸電線路上的感應(yīng)電荷得到釋放，從而形成閃電電涌。該閃電電涌未及時得到釋放而沿輸電線路侵入風(fēng)機(jī)箱式變壓器造成變壓器高壓側(cè)損壞。[1]

四、建議與措施

1.目前架空線路已有的避雷器通流容量不足，建議更換避雷器。

2.四格風(fēng)電場地處雷暴高發(fā)區(qū)，架空線路極易因直接雷擊和雷云的靜電感應(yīng)而引起輸電線路閃電電涌侵入，建議對架空線路改為埋地敷設(shè)。

3.風(fēng)機(jī)環(huán)網(wǎng)柜及變壓器均未設(shè)計和安裝避雷設(shè)備，建議找專業(yè)公司進(jìn)一步進(jìn)行防雷深化設(shè)計施工，以確保風(fēng)電場設(shè)備及人員安全。

4.每年汛期雷雨季節(jié)前應(yīng)完成對防雷設(shè)施的安全檢測，確保其安全有效運(yùn)行。

五、結(jié)束語

本文中分析的風(fēng)電場雷電災(zāi)害事故是典型的因架空線路導(dǎo)致的閃電電涌侵入造成的，通過對架空線路改埋地敷設(shè)可以很大程度地杜絕此類災(zāi)害事故發(fā)生。但是，防雷安全是一項系統(tǒng)工程。風(fēng)電場一般所處地形都較為開闊、風(fēng)機(jī)又都高聳孤立，且輸電線路長等特點都決定了它極易遭受雷電災(zāi)害。因此，只有完善各項防雷設(shè)施，才能保障風(fēng)電場安全運(yùn)營。