李樹杰

（內(nèi)蒙古電力集團有限責任公司鄂爾多斯電業(yè)局，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯017000）

0 引言

目前架空絕緣導(dǎo)線因其經(jīng)濟、安全和建設(shè)方便等優(yōu)點，在城市10kV配電線路中得到了廣泛應(yīng)用，使裸導(dǎo)線存在的安全問題和走廊問題得到了良好的解決。但10kV架空絕緣導(dǎo)線在應(yīng)用中有一個比較突出的問題——其雷擊斷線的概率較大，而我國關(guān)于10kV架空絕緣導(dǎo)線防雷接地的研究還比較薄弱，因此，分析該問題對于切實提高10kV架空絕緣導(dǎo)線的防雷水平具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 10kV架空絕緣導(dǎo)線的優(yōu)點

相較于裸導(dǎo)線的完全裸露，10kV架空絕緣導(dǎo)線的優(yōu)點十分明顯：（1）10kV架空絕緣導(dǎo)線外增加了絕緣層，能夠有效防止酸堿等物質(zhì)及外來污染物對導(dǎo)線外部的腐蝕和氧化，其使用壽命得到了極大的延長；（2）當線路需要多回路同桿架設(shè)時，10kV架空絕緣導(dǎo)線的絕緣層縮小了線路相間距離，因此可以增加同桿架設(shè)導(dǎo)線的回路數(shù)，這對于降低線路的架設(shè)成本是非常有利的；（3）10kV架空絕緣導(dǎo)線比裸導(dǎo)線有著更為卓越的穩(wěn)定性，這有助于減少維修人員的工作量，從而延長線路的檢修周期；（4）在安全可靠且沒有外界人為影響的前提下，可以將10kV架空絕緣導(dǎo)線敷設(shè)在墻壁上，這對于減少短路事故以及拓寬城市街道發(fā)揮著重要的作用。

2 10kV架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的機理

遭受雷擊往往會引起10kV架空絕緣導(dǎo)線兩相或三相導(dǎo)線對大地發(fā)生閃絡(luò)，在熱應(yīng)力和電磁力的作用下，相對地電弧的弧腹向負荷側(cè)的上空漂移，兩相電弧交匯容易形成相間電弧。由于電弧弧根的溫度較高且燃燒通常集中在某一點，因此非常容易造成10kV架空絕緣導(dǎo)線整齊燒斷。正是由于10kV架空絕緣導(dǎo)線在雷擊作用下非常容易發(fā)生斷線，因此才有研究者稱之為：“絕緣導(dǎo)線，雷擊必斷。”

3 10kV架空絕緣導(dǎo)線的主要防雷措施

針對10kV架空絕緣導(dǎo)線容易遭受雷擊而發(fā)生斷線事故的問題，國內(nèi)外學者展開了大量的研究?？傮w說來，目前國內(nèi)外10kV架空絕緣導(dǎo)線的防雷措施主要可以歸納為表1中的兩類。

表1 "!45架空絕緣導(dǎo)線的主要防雷措施

（1）“堵塞式”防雷措施（如采用氧化鋅避雷器、線路過電壓保護器及長閃絡(luò)避雷器等）。此類措施主要是通過避雷器釋放雷電電流或加強線路絕緣性能來達到保護線路的目的。以長閃絡(luò)避雷器的使用為例，其防雷原理為：絕緣導(dǎo)線和U型頭部間存在間隙，當10kV架空絕緣導(dǎo)線遭受雷擊時，該間隙處率先發(fā)生擊穿閃絡(luò)，電流沿絕緣閃絡(luò)路徑移動，較長的絕緣路徑就能夠有效切斷工頻續(xù)流。

（2）“疏導(dǎo)式”防雷措施（如采用鉗位絕緣子、穿刺式防弧金具等）。此類措施是通過特殊的電極和絕緣導(dǎo)線芯接觸引發(fā)高電位，引導(dǎo)工頻續(xù)流電弧弧根至特殊的電極上燃燒，從而避免導(dǎo)線受損。以穿刺式防弧金具的使用為例，將其安裝在線路絕緣子承擔負荷的一側(cè)，能夠有效避免線路遭雷擊受損，但使用穿刺式防弧金具要注意避免鳥類的侵襲，并且其不適用于環(huán)網(wǎng)供電的10kV架空絕緣導(dǎo)線。

4 10kV架空絕緣導(dǎo)線防雷接地措施的優(yōu)化

4.1 防雷接地裝置的優(yōu)化

作為10kV架空絕緣導(dǎo)線的重要組成部分，防雷接地裝置是接地體和接地引下線的總稱。防雷接地裝置由自然接地體和人工接地裝置構(gòu)成，其沖擊特性與土壤電阻率、雷電流參數(shù)、防雷接地裝置的埋深和結(jié)構(gòu)尺寸等有關(guān)。對于10kV架空絕緣導(dǎo)線而言，其防雷接地裝置的優(yōu)化可以從如下方面著手：

（1）對防雷接地裝置進行結(jié)構(gòu)改造。很多10kV架空絕緣導(dǎo)線的防雷接地裝置采用普通方式配置，此種方式下維修人員工作量比較大，且難以及時發(fā)現(xiàn)防雷接地裝置存在的問題，因此可以將其改造為可監(jiān)測接地裝置。

（2）使用新型接地材料。目前我國多數(shù)10kV架空絕緣導(dǎo)線的接地體都采用普通鋼材（沒有任何防護處理），這使其使用壽命普遍偏短，電力企業(yè)需要定期進行更換。針對此種現(xiàn)象，我們應(yīng)積極探索新型接地材料（如銅包鋼、滲鋁鋼材），切實提高接地體的使用壽命和可靠性。

（3）使用垂直接地極。在高土壤電阻率地區(qū)，為了改善表面干燥土壤接地不良的問題，可以在桿塔附近布置垂直接地極（垂直接地極的間距控制在4～6m范圍內(nèi)）。

4.2 自動重合閘裝置的選擇性投運

自動重合閘裝置在輸電線路中運用有一個顯著的缺陷，如果輸電線路發(fā)生的是永久性故障，那么自動重合閘的投運會擴大故障范圍。由于10kV架空絕緣導(dǎo)線發(fā)生的多為瞬時性故障，因此在10kV架空絕緣導(dǎo)線中投運自動重合閘裝置，能夠有效降低雷擊造成的破壞，并迅速排除雷擊造成的瞬時性故障，切實提高線路的供電可靠性。

4.3 避雷線的架設(shè)

避雷線通過金屬線夾和桿塔的接地系統(tǒng)進行良好連接，因此在10kV架空絕緣導(dǎo)線遭受雷擊時，可以充分發(fā)揮引雷作用而避免斷線事故的發(fā)生。在架設(shè)避雷線的過程中，應(yīng)將其敷設(shè)在10kV架空絕緣導(dǎo)線上，讓其發(fā)揮主要保護作用。影響10kV架空絕緣導(dǎo)線耐雷水平的一個重要因素就是保護角，因此避雷線采用小保護角有利于線路的保護。目前，減小避雷線保護角的方法主要有如下幾種：（1）增加10kV架空絕緣導(dǎo)線和避雷線間的距離；（2）增加10kV架空絕緣導(dǎo)線掛線點的絕緣子串片數(shù)，降低導(dǎo)線高度；（3）增大避雷線橫擔的寬度，或者在規(guī)定范圍內(nèi)減小10kV架空絕緣導(dǎo)線的橫擔寬度。

對于新建的10kV架空絕緣導(dǎo)線，只需重新設(shè)計桿塔就可達到減小避雷線保護角的目的，施工成本低且難度較小，總體經(jīng)濟性較高；對于老舊的10kV架空絕緣導(dǎo)線，減小避雷線保護角需要進行較大的改造工程（一般要停電后對桿塔結(jié)構(gòu)進行改造），因此施工成本較高且難度較大，總體經(jīng)濟性不高。

4.4 雷電定位系統(tǒng)的應(yīng)用

雷電定位系統(tǒng)通過閃電定位儀及時跟蹤空中雷電的形成、發(fā)展，來實現(xiàn)對閃電信號的精準定位，因此將其應(yīng)用于10kV架空絕緣導(dǎo)線的防雷接地中，能獲得極大的應(yīng)用價值。雷電定位系統(tǒng)由副站、通信線路、位置分析器和顯示終端等構(gòu)成，其中副站用于測定閃電方位、強度及到達本站的精準時間，然后經(jīng)通信線路傳送至位置分析器；位置分析器對副站傳來的信息進行分析和處理，求出閃電位置的經(jīng)緯度；顯示終端將閃電的定位等信息在屏幕上進行顯示，還提供閃電定位圖和雷達回波圖的對比，從而幫助用戶準確判斷雷電的運動、發(fā)展或消失過程。

5 結(jié)語

綜上所述，10kV架空絕緣導(dǎo)線非常容易發(fā)生雷擊斷線事故，這會給電力企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失，同時也會影響居民的正常生產(chǎn)和生活用電，故研究10kV架空絕緣導(dǎo)線的防雷接地措施是避免雷擊斷線頻繁發(fā)生的重要途徑。本文在闡述10kV架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線機理的基礎(chǔ)上，從防雷接地裝置的優(yōu)化、自動重合閘裝置的投運、避雷線的架設(shè)、雷電定位系統(tǒng)的應(yīng)用等幾個方面著手，提出了優(yōu)化10kV架空絕緣導(dǎo)線防雷接地的幾點建議，以期為提高10kV架空絕緣導(dǎo)線的耐雷水平提供一些有益的參考和借鑒。

［1］高鑫.淺談輸電線路防雷接地設(shè)計與維護策略［J］.企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2011，30（17）

［2］張詩洋.10kV架空絕緣導(dǎo)線防雷設(shè)備應(yīng)用的綜合研究［D］.沈陽建筑大學，2012

［3］陳維江，李慶峰，來小康，等.10kV架空絕緣導(dǎo)線防雷擊斷線用防弧金具研究［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2002，26（9）

［4］陳俊，施中郎.10kV架空絕緣導(dǎo)線防雷措施［J］.電力設(shè)備，2007，8（8）