今年年初，在南方电网公司组织科技成果评审会上，广西电网公司电科院研发的“电网雷电灾害防治关键技术与应用”科技成果，顺利通过了由中国工程院院士李立浧牵头的专家鉴定委员会鉴定，认为成果整体达到国际先进水平，其中极快速电弧截断的“建弧抑制”防雷新方法和复杂雷击条件下冲击电弧和工频续流的双截断互补灭弧方法达到国际领先水平。该成果先后获得了2015年南方电网公司科技进步奖二等奖、中国电力创新奖三等奖等荣誉称号，并被推荐为广西科技进步一等奖。
数据显示，今年广西全区落雷数达167万次，广西电网公司上半年完成差异化防雷技术改造的24条110千伏及以上输电线路，全年雷击跳闸率整体下降了76.6%。
透过这些成效，广西电网公司是如何与“雷公”试比高的？近日，笔者采访了防雷项目科研项目组成员，了解他们在开展防雷项目科研中，遇到了哪些困难，取得了怎样的经验和成效?
现状：传统防雷遭遇成效瓶颈
广西是全国雷电灾害的高发区，多个地方年雷暴日达80多天，最多的达130多天。据统计，近5年来，广西电网110千伏以上输电线路雷击跳闸次数占到了输电线路全部跳闸次数的70%以上，雷击成为输电线路安全运行的“头号杀手”。
长期以来，电力行业应对雷害问题的主要思想是防，通过防雷来减灾，力求把雷电对电力生产的影响降到可接受的程度，业内也传承下来一些通用的技术手段，如改造杆塔接地、加装线路型避雷器、加强线路绝缘等，近些年来虽取得了局部成效，但输电线路整体的雷击跳闸率依然居高不下，传统防雷技术思想遭遇到了成效瓶颈。
“通过调研，我们发现各基层单位在开展输电线路防雷工作时存在一些共性问题。”电科院安全生产部副主任朱时阳告诉笔者，这些共性问题，一是很多输电线路在防雷性能方面存在“先天不足”，防雷设计标准滞后于电网发展和技术进步，忽略了雷电活动的时空差异性，建成投运后雷害频发；二是传统的雷害治理多以受击，杆塔的被动防雷改造为主，“头痛医头，脚痛医脚”，缺乏主动性和前瞻性；三是防雷工程的决策也往往是凭经验进行粗放式的估量，缺乏充分的技术经济考量，一定程度上导致了输电线路防雷工作缺乏实效性、决策科学性和技术经济性。
改进：以防范和应对两个维度为突破口
针对雷害困扰广西电网安全稳定运行的难题，科研项目组以问题为导向，吸收了自然灾害防控领域的先进经验，从防范和应对两个维度，对电网雷电灾害防治关键技术进行研究和应用。
“雷电活动不为人类所驾驭，雷击的随机性和输电线路雷害的分散性，是项目组在开展研究工作时最饱受困扰的难题，还一度引起了项目组对研究成果的自我质疑。”朱时阳说，如在贺州网区的一条220千伏输电线路，按照项目组拟订的防雷改造工作方案实施改造后，雷害问题依旧比较严重。
为破解雷害依旧严重的问题，项目组在研究和实践工作中，不断进行着“发现问题—研究对策—试点应用—反馈改进”，主要在“定量化”和“精细化”上下功夫。
在定量化方面，项目组把输电线路防雷工作过程中一切可以实现定量分析的环节，全部进行程序化的开发，建立理性的、定量化的输电线路防雷评估分析系统，对输电线路全线的雷害风险实现以杆塔为单元的细化评价，全面取代了传统的、凭经验进行估量的粗放式防雷决策手段。在定量化分析基础上，项目组又深入开展精细化管理，按照“每案一审，案案必审”的原则，细致开展了各个拟改造输电线路防雷技术方案的专题评审，对每一支避雷器的装设、每一基杆塔的接地降阻改造，都“斤斤计较”，进行充分评估，确保了防雷资源的投入有针对性、科学性和适用性。
“为实现定量化和精细化，项目组非常注重知识积累与更新，坚持站在电网防雷技术领域的研究前沿，在研讨过程中，我们有时甚至讨论到深夜。”电科院员工黄志都说道。
一份耕耘一份收获。在历经三年多的漫漫技术攻关中，项目组坚持科技创新，不断突破自我，形成了集理论、技术、装备和应用于一体的系列成果，提出了基于交叉外推算法的雷电综合预警预报技术，率先应用于服务电网的雷电预警，实现了1小时内输电线路走廊雷电活动的准确预测；建立了复杂地形下的电网雷击概率预测模型并研发了电网雷电预警系统，实现了实时在线的电网雷害风险动态评估和预警预报；提出了基于极快速电弧截断的“建弧抑制”防雷新方法，实现了防雷理念的重大突破；发明了通流容量大、具有负阻效应、可承受大电流绕击的新型灭弧防雷间隙，尤其适用于复杂雷击条件下的输电线路雷害抑制；创建了输电线路地理空间信息、杆塔特征参数、历史雷害资料、雷电活动时空分布规律与输电线路雷害治理的关联体系；建立并推行了“有选择、有侧重、有针对、有差别”的输电线路雷害治理工作策略，应用于雷击频跳输电线路，雷击跳闸率大幅降低。
推广：线路雷击跳闸率降幅超过70%
笔者在采访中了解到，“电网雷电灾害防治关键技术与应用”成果研发的爆炸灭弧防雷装置，在南宁供电局110千伏马桐牵线上运行两年多来，该线路没有发生过雷击跳闸，线路防雷性能明显提升。
“与传统避雷器相比，灭弧防雷间隙结构简单，无易损件，以110千伏电压等级为例，避雷器重量为80公斤，需要6名安装人员在一天时间才能完成一个杆塔的避雷器安装工作，且还需要安装辅助工具；而爆炸灭弧防雷装置重量仅3公斤，只需一名安装人员，无需任何辅助工具即可在10分钟内完成安装，大大减少停电时间”。南宁供电局输电运维二班班长冯林对该成果赞不绝口。
该成果研发的差异化防雷策略应用于线路的防雷改造设计也取得了突出成效，目前已在广西全区推广。朱时阳介绍，2011年对百色供电局220千伏百德Ⅱ线差异化防雷技术改造完成至今，虽经受了5600多次“雷公”的攻击，但雷击跳闸次数仅为1起。在2014年雨季来临前，广西电网完成了220千伏金谊Ⅰ、Ⅱ线等30条输电线路的雷害治理工程，雨季中尽管雷电活动更加频繁，当年监测落雷次数同比增多21.6%，但改造线路的雷击跳闸次数却同比下降78.2%。
“该成果推广应用后，突破了传统防雷工程技术性、经济性和实用性不佳的局面。”电科院总工程师尹立群说道。
据悉，目前“电网雷电灾害防治关键技术与应用”科研成果已在广西电网3000多公里输电线路上进行了有效推广应用，5年多来经受住了雷雨季节的检验，线路雷击跳闸率降幅超过70%。同时，通过差异化防雷评估分析结果所确定的线路防雷改造技术方案，还实现每条线路改造平均节约投资约50万元，累计节约技改资金超过3000万元。2014年以来，广西电网公司在开展雷电灾害防治研究成果的应用实践时，还主动对广西8条高铁牵引站线路、6条重要用户供电线路投入327万元的雷害治理改造资金，切实保障了重要用户的供电可靠性。（陆英年 陈钦荣 时明明）
