如今,实验室在全国输电通道上布有900多个雷电探测站和300多个雷电预警站,监测范围覆盖全国90%以上陆地面积,在实验室大数据中心即可掌握全国的实时雷电数据。基于这些探测站记录的雷电监测数据,实验室成功绘制出我国第一张完整十年(2005年至2014年)的雷电地闪密度图和雷电流幅值累积概率曲线,为电网防雷设计打下重要基础。
雷击风险评估与防护双管齐下
保障线路安全运行
2009年,实验室结合雷电监测数据、地形地貌和电网参数等评估要素,提出了一套差异化防雷技术与策略,为不同地区的输电线路制订差异化的防雷技术改造方案。在“三峡近区电网雷害综合措施研究”项目中,他们首次运用该策略和技术,对15条线路进行了防雷评估改造,使线路整体雷击跳闸率降低了60%。
解决一项又一项难题后,实验室又针对市场需求,于2013年、2014年研制出世界首台±500千伏、±800千伏直流线路避雷器,随后又研制出±400千伏高海拔地区用直流线路避雷器和±660千伏直流线路避雷器。自2019年起,在±400~±800千伏直流线路避雷器研发及规模化应用的基础上,实验室又瞄准世界最高电压等级±1100千伏直流线路避雷器,通过总结经验、优化结构及性能检测,历时3年研制出世界首台±1100千伏直流线路避雷器。
“±1100千伏直流线路避雷器采用了高性能大容量直流氧化锌电阻片,在满足设备电气性能要求的同时,缩小了产品体积,减轻了产品重量。同时,我们首次引入并配置了避雷器动作特性在线监测装置与动态评价平台、避雷器视频微拍装置,可全天候实时监测避雷器投运后外观、塔上姿态及电气性能参数,为后续线路运维及检修提供判定依据。”实验室成员刘新介绍。
截至目前,实验室已研发出全系列电压等级直流线路避雷器,相关产品大规模应用于我国超高压、特高压直流输电工程。公司±500千伏、±800千伏线路雷击重启率(每百千米输电线路每年由雷击引起的重启次数)分别较成果应用前降低约50%和64%,解决了直流输电通道雷击重启率较高的问题。
近年来,电网呈现强弱电复杂混联特点,系统扰动风险点增加且难以预测,加之多重雷击、分叉雷、密集雷暴等非常见雷击现象频发,对电网防雷技术提出了新的挑战。实验室将继续按照“发现问题-分析问题-解决问题-预防问题”的路线,进一步提高雷电监测精确性、评估高效性、防护可靠性和预警准确性,全力支撑新型电力系统构建,保障电网安全稳定运行。(曹伟 张露心 刘婧)
实验室简介
雷电监测与防护技术实验室设于国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司,主要围绕雷击及电磁暂态全过程监测辨识技术、复杂混联电网雷击仿真模型及风险评估技术、状态自感知型雷击防护装备研制、“源网荷储”电网形态雷害演变特性及预测技术等方面开展研究。实验室设有18名高校、科研院所等防雷领域知名专家组成的学术委员会,助力实验室科研与管理水平持续提升。