杨文东
中国水电顾问集团姚安新能源开发有限公司楚雄彝族自治州 675000
摘 要：风力资源作为一种清洁、可再生资源，现已被广泛应用在我国电能生产中，现如今我国风电场数量以及装机量已位居世界前列，推动了风电事业发展。为进一步提升我国风力发电技术，需要对集电线路避雷器防跳闸进行研究和分析，通过防雷技术改造提升风电场集电线路的稳定性与安全性，进而推动行业的可持续发展，保障风电场平稳有序运行。
关键词：风电场；集电线路；防雷技改；策略
前 言：
我国当前风力发电工程正朝着现代化方向发展，其高度及功率不断增加，使得集电线路防雷技改的实际应用变得格外重要。施工单位应根据风力发电工程的实际情况，合理化选择相关的防雷装置以及防雷技术，并配合现代化技术严格执行，防止实际施工出现安全问题，以此提高集电线路防雷技改施工技术的应用质量，推动我国风力发电工程的发展建设。
一、风电场集电线路防雷技改概述
我国的现代化风电场的建设价值较高，资源利用区位优势明显，其能够为城市给周边区域提供电能输送，改变我国能源消费结构具有重要作用。风力资源丰富，对比其他不可再生资源的消耗，具有可再生性，清洁和高效，但也有薄弱的一面，比如雷击，极寒天气等对风电影响较大，如一但风电机组及集电线路受到雷击破坏，将会对风电场造成电力系统造成影响。因此，集电线路避雷器本体是域空气间隙串联组合而成，线路不存在老化的问题，集电线路面对雷击等因素时，往往造成线路跳闸和设备损坏，加强集电线路的防雷技改工作，确保线路运行可靠，显得尤其重要，但防雷技术的应用必须结合实际情况进行创新应用，如结合当前时代的先进技术，使集电线路防雷技改更加安全可靠、经济合理。
同时，避雷器本身的线路是不会发生线路故障的，在风电场集电线路防雷技改的实际应用中，应认真调查当地的环境，如气象、温度、雷雨季节、雷活动率等，将环境因素与风电场的特点相结合，形成防雷风险评估报告。认真研究集电线路防雷技改在风电场中的实际应用，技改工艺上要求连接件是由连接金具组成，在具体安装避雷器过程中，要求其能够用于 35kV 电压等级且无屏蔽的地线中，使线路防雷避雷器就有良好的绝缘效果，形成完善的集电线路防雷技改方案，形成科学系统的实施技改，以此在最大程度上降低电网事故发生的几率，选择最为合理的防雷布置方式，进而降低电网事故发生的几率，有效提升了线路的耐雷水平，提升风电场的应用效果[1]。
二、风电场集电线路防雷技改设计原则
（一）灾害安全性
风电场集电线路采用架空线形势的，在实际运行中，受到雷击的概率是很大的，尤其在夏季，雷击的形势又有绕机击闪络、反击闪络、直接雷击闪络，而直击雷过电压是雷电流直接打击到导线或者是电杆，形成过电压，因此要求风力发电工程集电线路防雷技改设计必须具有超高的安全性，在集电线路防雷技改技术应用中，需要按照我国的相关规定严格执行，坚决落实我国相关政策，保证风电场的安全性，使集电线路防雷技改技术能够充分体现出其实际价值。同时，在实际应用过程中，应选用优质的防雷材料，在线路中装置避雷器和接闪器，进行接地网改造，以优质的防雷材料及集电线路防雷技改技术有效保障风电场安全，避雷器可第一时间作出接地动作，防止出现各类意外及风险问题，提高其运行的效率。
（二）技术先进性
集电线路防雷技改技术在保护风电场避免受到雷电灾害中有着极其重要的作用，因此若想使风电场的防雷效果明显提升，雷电流的波阻抗就是电压波与电流波的比值，公式为：Z=U/I，实际应用必须采用先进的现代化科学技术，采用的是概率计算方法获取参数，以此对原有的集电线路防雷技改技术不断改进。同时，也应加强集电线路防雷技改技术的研究与推广，也可以借鉴或引用国外较为先进的集电线路防雷技改技术，以多种现代化科技手段来保障我国现代化风电场的安全性[2]。
（三）经济合理性
风力发电工程的集电线路防雷技改技术在实际应用时，不仅要考虑到集电线路防雷技改技术的实用性，还要综合多种因素保障集电线路防雷技改技术应用的经济性，使集电线路防雷技改技术应用的成本得到有效控制。以经济合理性为原则可以使风电场的防雷成本有效降低，还能提高当前风电场的防雷质量，以现代化科学技术为我国风电场行业发展提供有效保障。
（四）持久性
风力发电工程应不断完善防雷工程建设，为风电场的完整性提供有效保障。同时，在保障风电场安全性的过程中，应做好防雷装置的持久性规划，确保防雷装置能在风电场中有效应用。在集电线路防雷技改工程建设时，应进行实际的测量和估算值对比，认真研究防雷接地技术，做好防雷检测工作，具体结合感应雷过的电压，衡量雷电流强度的重要指标，以此保证防雷装置的有效应用[3]。
三、风电场集电线路防雷技改的策略
（一）安装接闪器及引下线
接闪器主要安装在易受雷击位置，通常情况下会应用短接闪杆，接闪器可以直接接受雷击，从而保护风电场设备的安全。接闪杆通常与地面的引下线直接连接，保证接闪杆的可靠性，利用卡子将接闪带固定，接闪带应顺延至地下，以此保证防雷装置的有效性。引下线应从接闪器下端开始焊接，并固定在风电场各电机的周围，在布置时引下线需要顺直。在引下线使需要放置旁侧闪络与电压接触，并做好相应的维护措施。由于风电场的内部结构及外部结构都较为复杂，因此引下线时如遇弯曲段，需要避免弯曲段形成折角[4]。
（二）合理进行防雷设计
应选择土壤电阻率较低的区域进行布设，避开风电场的主要出入口，一面跨步电压加大产生危害。如风电场地理位置较为特殊，安装提前预放电接闪杆（制作独立引下线）， 降低杆塔接地电阻值（≤15Ω），出升压站前三基杆塔安装高原型线路能量配合避雷器（10kA-10kA-20kA），降低杆塔接地电阻值（≤7Ω），防止雷电流侵入升压站，使所有的闪导线高度保持一致。
（三）定期做好线路防雷检测
风电场根据运维规范要求，每年都要定期开展年度预防性试验及各项设备性能检测，防雷检测更是很重要的一环节。其中，电气设备防雷检测包括箱变，检测内容包含基本情况和防雷类别确定、高、低压供配电基本情况信息，根据防雷检测结果，及时进行缺陷隐患整改工作。
（四）采用地埋电缆方式
经过数据统计发现，按风电场项目个数统计，选取地埋电缆场站占比 39%。建议在建或即将开发的风电场项目，需要考虑项目所处地理、气候等因素，降低雷击跳闸率，提高供电可靠性。地埋电缆占地少、线间绝缘距离小，基本不占地面上空间，且传输性能稳定、可靠性高，为日后的运行维护奠定了基础。
（五）雷电峰值记录仪的安装
实际建设现场设置安全围栏，隔离作业区和设备运行区域，在工作场所设警示牌，工作时有专人监护，在防雷设计时为了可以更好地掌握当地的雷电状况安装了雷电峰值记录仪，并在设计图上标示了引下线，对该地区的雷电进行了准确记录，防止雷电峰值记录仪受损，保障了风电场的安全性。
结束语：
风电场集电线路防雷技改有着重要的作用，因此需要全面考虑线路的投运年限、电压等级，以防雷设计质量保障风电场的安全。防雷工作的顺利实施不仅保障了风电场的安全性及完整性，同时也保障了风电场内工作人员的人身安全，所以应在建设中结合实际情况采取合理的改进措施，将线路雷击跳闸发生几率控制到最小，使风电场能够顺利运行。
结束语：
[1]刘艳,姚剑平.一种山地风电场35kV集电线路防雷技术的应用[J].云南电力技术,2020,48(2):116-120.
[2]曹小群,曹宇睿.高山风电场防雷接地浅析[J].中国新通信,2020,22(17):129-131.
[3]张黎,张瑶,王国政, 等.基于雷电物理学的多风机雷电屏蔽研究及风电场防雷布置[J].中国电机工程学报,2018,38(18):5335-5342
[4]郭子炘,李庆民,任瀚文, 等.基于雷电上行先导起始物理机制的风机叶片雷击概率评估模型[J].中国电机工程学报,2018,38(2):653-662.