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孤東油田配電網(wǎng)防雷措施技術(shù)探討

文檔作者：朱益飛文檔來源：中國石化勝利油田分公司孤東采油廠		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2025年09月26日
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孤東油田配電網(wǎng)防雷措施技術(shù)探討
Discussion on Lightning Protection Measures of Distribution Network in Gudong O
Field
· 中國石化勝利油田分公司孤東采油廠朱益飛Zhu Yifel
摘要：針對油田配電電網(wǎng)現(xiàn)狀，指出線路抵御自然災(zāi)害能力低、電網(wǎng)防雷設(shè)施不完善、避雷器質(zhì)量
可靠性差、線路自動化水平低、電網(wǎng)絕緣水平下降和配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理等六個方面是造成配電網(wǎng)雷擊
事故的主要原因，有針對性提出了選用優(yōu)質(zhì)避雷器把好避雷器質(zhì)量關(guān)、加裝線路防雷過電壓保護(hù)器、
加裝防雷絕緣子、架設(shè)架空避雷線、完善配電網(wǎng)防雷設(shè)施配備和開展防雷綜合治理等六項(xiàng)對策治理措
施，并對實(shí)施效果進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞：孤東油田配電線路防雷措施探討
Abstract：According to the present situation of oil field distribution power grid，and points out
that the line to resist natural disasters ability is low，power grid lightning protection facilities
imperfect，arrester quality reliability poor，low automation level of the line，grid insulating level
was decreased and the distribution network structure unreasonable and SO QR six aspects is
main cause of lightning faults in the distribution network，targeted proposed selection quality
arrester to guaranteeing the arrester quality，installation of lightning protection of transmission
line over voltage protection device，install lightning protection insulator，erection of overhead
grounding wire，improve lightning protection of distribution network facilities equipped
with and carry out the comprehensive management of lightning protection and other six
countermeasures and measures，and has carried on the analysis to the implementation
effect
Key words：Gudong oil field Distribution line Lightning protection measures Discussion
【中圖分類號】TM726【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B 文章編號1606—5123(2017)02—0092—03
1 引言
油田配電系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行是確保油田開發(fā)生產(chǎn)正常
運(yùn)行的前提，供配電運(yùn)行質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到油田開發(fā)
生產(chǎn)效益Ⅲ。特別在油田電網(wǎng)系統(tǒng)末端，電網(wǎng)運(yùn)行的安全可
靠性不僅僅是關(guān)系到供電電能質(zhì)量問題，而且關(guān)系到油田
開發(fā)生產(chǎn)是否正常開展 ]。油田電網(wǎng)通過加強(qiáng)配電網(wǎng)防雷技
術(shù)措施的應(yīng)用，如何在雷雨季節(jié)防止雷擊事故的發(fā)生成為
各油田生產(chǎn)管理部門一項(xiàng)重要研究課題。為此，開展油田
配電網(wǎng)防雷技術(shù)措施的研究與應(yīng)用，對提高油田配電網(wǎng)系
統(tǒng)運(yùn)行可靠性，提升電網(wǎng)供電質(zhì)量，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)
意義。
2 孤東油田配電網(wǎng)現(xiàn)狀
2．1 工程背景
孤東油田配電網(wǎng)始建于1985年，處于油田供電系統(tǒng)
的末端，至今已連續(xù)運(yùn)行30年，存在著部分運(yùn)行線路電
氣設(shè)備老化嚴(yán)重，電氣絕緣性能下降，線路抵御自然災(zāi)
害能力降低，防污、防雷能力不足等問題，特別是雷擊
已成為雨季配電線路故障停電的主要原因。孤東油田配
電網(wǎng)目前共有6kV、10kV配電線路59條(其中6kV線路53
條，總長521．37kin，1OkV線路6條，總長66．5 km)，線路
總長587．87km，現(xiàn)有桿基13009基，變壓器1951臺，容量
23．42kVA，年最大負(fù)荷7．1萬kW，年平均負(fù)荷6．4萬kW。孤
東電網(wǎng)黃河北區(qū)域主電源為110kV孤東線和電東線，黃河南
新灘地區(qū)主電源為35kV墾90線 。
2-2 事故分析
經(jīng)過分析，我們認(rèn)為造成配電網(wǎng)雷擊事故的主要原因
有以下幾個方面：
(1)線路抵御自然災(zāi)害能力低。主要體現(xiàn)在配電系統(tǒng)
防污、防雷、防海潮等能力較差，灘海油田環(huán)境惡劣線路
事故故障率高。電網(wǎng)的絕緣水平逐年下降，防雷設(shè)備、設(shè)
施配套不完善，雷擊成為雨季電網(wǎng)線路故障的主要原因。
灘海油田區(qū)域雷電活動頻繁、每年受臺風(fēng)影響，要經(jīng)受大
風(fēng)、海潮等多種惡劣天氣對電網(wǎng)運(yùn)行可靠性的侵蝕 】。以
2013年為例，僅因雷電原因造成電網(wǎng)故障斷電事故就發(fā)生
l0起，造成大面積油井停產(chǎn)。
(2)電網(wǎng)防雷設(shè)施不完善。目前采油廠在線路和配電變
壓器上安裝近2000組避雷器，基本達(dá)到每公里l組避雷器的
頒布密度，電網(wǎng)抗雷擊能力雖然有一定程度的提高，但由
于低壓電網(wǎng)防雷設(shè)施不完善，造成低壓配電網(wǎng)正反變換過
電壓，低壓線路遭遇雷擊現(xiàn)象頻繁發(fā)生，致使變壓器燒壞
造成高壓線路跳閘故障發(fā)生。
(3)避雷器質(zhì)量可靠性差。目前采油廠選用避雷器多數(shù)
為氧化鋅避雷器，該避雷器耐電蝕、抗老化、耐高溫、耐
污性能較差，一般安裝使用三年后就容易出現(xiàn)老化燒壞，
或者發(fā)生避雷器脫扣器扣落造成避雷器失效等質(zhì)量問題，
遇到雷雨天氣，就會產(chǎn)生避雷器擊穿短路引起跳閘、線路
變壓器遭遇雷擊燒壞跳閘、線路瓷瓶擊穿閃絡(luò)跳閘以及因
雷擊引起暫時性線路短路故障重合等線路故障事故。
(4)線路自動化水平低。線路自動化程度低，事故影響
面大。近年來孤東采油廠對高壓配電線路存在的問題，對
部分老化線路進(jìn)行了局部技術(shù)改造，但改造工作量小，項(xiàng)
目比較分散，無法滿足油田安全生產(chǎn)、可靠供電的質(zhì)量要
求，且存在配電系統(tǒng)整體自動化程度較低，線路故障事故
處理時間較長等問題。
(5)電網(wǎng)絕緣水平下降。線路電氣設(shè)備老化嚴(yán)重，造成
線路電氣絕緣水平下降，線路抵御自然災(zāi)害能力降低，防
污、防雷水平能力下降，尤其在灘海等環(huán)境惡劣地區(qū)的線
路事故率高，據(jù)統(tǒng)計(jì)，雨季60％以上的電網(wǎng)中斷是由雷擊
引起的。
(6)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理。由于受油田開發(fā)生產(chǎn)需要，配
電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理，部分線路電氣距離太長；部分6kV—lOkV
配電線路供配電網(wǎng)薄弱、調(diào)節(jié)能力較差，造成備用電源線
路嚴(yán)重過載負(fù)荷過大，一旦發(fā)生線路故障，影響范圍廣，
停電時間長。
2．3 綜合防雷
針對線路中存在的問題，提出如下對策治理措施：
(1)選用優(yōu)質(zhì)避雷器，把好避雷器質(zhì)量關(guān)。避雷器是
連接在導(dǎo)線和地之間的一種防止雷擊的設(shè)備，通常與被保
護(hù)設(shè)備并聯(lián)。避雷器可以有效地保護(hù)電力設(shè)備，一旦出現(xiàn)
不正常電壓，避雷器產(chǎn)生作用起到保護(hù)作用。當(dāng)被保護(hù)設(shè)
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備在正常工作電壓下運(yùn)行時，避雷器不會產(chǎn)生作用，對地
面來說視為斷路。一旦出現(xiàn)高電壓且危及被保護(hù)設(shè)備絕緣
時，避雷器立即動作，將高電壓沖擊電流導(dǎo)向大地，從而
限制電壓幅值，保護(hù)電氣設(shè)備絕緣。當(dāng)過電壓消失后，避
雷器迅速恢復(fù)原狀，使系統(tǒng)能夠正常供電。避雷器的主要
作用是通過并聯(lián)放電間隙或非線性電阻的作用，對入侵流
動波進(jìn)行削副，降低被保護(hù)設(shè)備所受過電壓值，從而達(dá)到
保護(hù)電力設(shè)備的作用。避雷器不僅可用來防護(hù)大氣高電
壓，也可用來防護(hù)操作高電壓。因此，通過選用優(yōu)質(zhì)熱熔
式氧化鋅避雷器，把好避雷器人廠質(zhì)量關(guān)，對確保配電網(wǎng)
避雷器運(yùn)行可靠性和防雷擊效果具有十分重要的作用。
(2)／j~裝線路防雷過電壓保護(hù)器。線路防雷過電壓保護(hù)
器是由最合適的密封接觸面通過帶有聚合物外套的壓敏電
阻塊氧化鋅和鋁合金電極來達(dá)到抗腐蝕效果，同時還有棒
間隙、導(dǎo)電電極或穿刺電極組成。其工作原理是當(dāng)線路受
到雷電沖擊過電壓或工頻過電壓的影響時，會在過電壓達(dá)
到絕緣子閃絡(luò)的臨界點(diǎn)前，防雷過電壓保護(hù)器間隙放電，
氧化鋅避雷器動作，將過電壓引入大地，確保絕緣子及導(dǎo)
線的正常工作。在正常工作中，工頻電壓被間隙隔離，保
護(hù)器不承受持續(xù)工頻電流，處于休息狀態(tài)，確保電力系統(tǒng)
的正常運(yùn)行，加裝線路防雷過電壓保護(hù)器能夠起到良好的
線路防雷效果。
(3)加裝防雷絕緣子。防雷支柱絕緣子是一種新型組合
式結(jié)構(gòu)的防弧絕緣子，其主要由絕緣護(hù)罩、壓緊螺母、壓
塊座、移動壓塊、上金屬帽、復(fù)合絕緣子、引弧棒、絕緣
套管和下金屬腳等部分組成。引弧棒和上金屬帽裝配連接
成一體，當(dāng)雷擊發(fā)生時，引弧棒和下金屬腳之間放電，使
續(xù)流工頻電弧移動到引弧棒上燒灼，從而保護(hù)絕緣導(dǎo)線不
受損傷。防雷絕緣子是一種集支撐固定導(dǎo)線、防雷、驗(yàn)電
接地功能于一體的多功能絕緣子，適用于6kV—lOkV~5電架空
線路，采用專利設(shè)計(jì)的弧頭結(jié)構(gòu)，形成一個間距130-150 mm
的串聯(lián)外放電間隙，在正常狀態(tài)下不動作，只有超過規(guī)定雷
電過電壓出現(xiàn)時，放電間隙才能被擊穿，形成短路通道，接
續(xù)的工頻電弧便在外間隙燃燒，有效地保護(hù)運(yùn)行線路。
(4)架設(shè)架空避雷線。架空避雷線可最大可能的避免
直擊雷，減少感應(yīng)雷。架空避雷線架設(shè)在被保護(hù)的導(dǎo)線上
方，當(dāng)在線路上方出現(xiàn)雷云對地面放電時，雷閃通道首先
擊中架空避雷線，使雷電流進(jìn)入大地，以保護(hù)導(dǎo)線正常送
電。同時，架空避雷線還有電磁屏蔽作用，當(dāng)線路附近雷
云對地面放電時，可以降低在導(dǎo)線上引起的雷電感應(yīng)過電
壓。架空避雷線必須與桿塔接地裝置牢固相連，以保證遭
受雷擊后能將雷電流可靠導(dǎo)人大地，并且避免雷擊點(diǎn)電位
突然升高而造成反擊。
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(5)完善配電網(wǎng)防雷設(shè)施配備。按照油田新修訂的電
網(wǎng)設(shè)計(jì)新標(biāo)準(zhǔn)兩基桿加一組避雷器的要求，合理配置避雷
器，做到配電線路每300米加裝一組防雷設(shè)施，提升配電線
路防雷效果。同時，應(yīng)用避雷器在線監(jiān)測技術(shù)和避雷器放
電計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)避雷器應(yīng)用情況的在線監(jiān)測，分清避雷器
的動作次數(shù)，查找經(jīng)常性落雷區(qū)域，有利于采取針對性的
防雷措施。
(6)開展防雷綜合治理。開展配電網(wǎng)自動化監(jiān)控系統(tǒng)
的研究與應(yīng)用，并將配電網(wǎng)自動化與配電網(wǎng)防雷綜合治理
工作有機(jī)地結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)雷擊的自動在線監(jiān)測與電網(wǎng)恢
復(fù)。利用先進(jìn)技術(shù)手段，推廣應(yīng)用架空線路故障在線自動
監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)及故障在線監(jiān)測和故障快速
定位，提高電網(wǎng)處理速度，縮短故障停電時間。同時，在
雷電多發(fā)區(qū)域選取一至兩條配電線路，開展配電線路防雷
擊新技術(shù)措施應(yīng)用研究，提升防雷保護(hù)措施的實(shí)施效果。
3 工程效累評估
通過采取上述有針對性的防雷技術(shù)措施，有效地提升
了孤東電網(wǎng)整體防雷效果，因雷擊造成線路跳閘故障事故
明顯減少。2014年，孤東油田先后在6kV南一線安裝線路防
雷過電壓保護(hù)器27組，自安裝線路防雷過電壓保護(hù)器使用
效果良好，未發(fā)生因雷擊造成線路跳閘故障事故；在6kV南
三線應(yīng)用防雷絕緣子350支，至目前運(yùn)行正常，未發(fā)生因雷
擊造成線路跳閘故障事故；在6kV北一線和南二線兩條配電
線路加裝空架避雷線后，兩條線路未再發(fā)生雷擊事故。據(jù)
統(tǒng)計(jì)，因雷擊造成線路跳閘故障事故于措施前每年3O條次
下降到采取措施后每年5條次，油田因雷擊影響造成停電原
油產(chǎn)量由措施前的每年1043噸下降到措施后的每年195噸，
取得了良好的防雷措施實(shí)施效果。
4 結(jié)束語
油田配電線路防雷工作是一項(xiàng)十分重要的工作，提升
油田配電線路防雷措施效果也是一項(xiàng)長期而復(fù)雜的工作。
實(shí)踐證明，選用優(yōu)質(zhì)避雷器把好避雷器質(zhì)量關(guān)是防雷設(shè)施
安全可靠運(yùn)行的前提，線路避雷器能有效避免由于二次雷
擊造成開關(guān)斷口縱向擊穿，采用防雷新技術(shù)采取局部加強(qiáng)
絕緣、架設(shè)架空避雷線和線路防雷過電壓保護(hù)器等防雷措
施是有效的，開展防雷綜合治理，完善配電網(wǎng)防雷設(shè)施配
備，可有效防止雷電對配電線路的損害，提升油田配電線
路的安全可靠性，確保配電線路供電電能質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
?1 朱益飛，陳永生，潘道蘭節(jié)能降耗技術(shù)在油田配電系統(tǒng)中的應(yīng)用
電氣時代2006，26(9)：82—83．
【21朱益飛提高油田電網(wǎng)質(zhì)量的探討【J] 電能質(zhì)量，
2011，1(10)：117～120
[3]朱益飛．影響灘海油田電網(wǎng)供電質(zhì)量的因素及對策【7]．電能質(zhì)
量，2014，4(3)：44-47
作者簡介
朱益飛(1967-)男工學(xué)學(xué)士高級工程師研究方向：油
田質(zhì)量工程領(lǐng)域
● ● ● ● ●
(上接第84頁)
[1 1]BMW GROUP：Big Data in der Automobil—lndustrie．
[1 2]IBM Newsroom：IBM Big Data und Analytics f6 r zufriedenere
Autom obilkunden．
(I3】InformationWeek：IBM Analytics Improve BMW Auto Quality．
【14】AutomotivelT：Sonderheft：Big Data Automotive—Der Hightech～
R O／astoft．
【1 5]Computerwoche：BMW nutzt Analytics und Big Data von IBM

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