汪超超

摘 要：本文針對10kV架空線路經(jīng)常發(fā)生雷擊停電事故原因進(jìn)行探討分析，結(jié)合實(shí)際情況就10kV架空線路防雷提供綜合改進(jìn)措施，使10kV配電網(wǎng)供電更可靠、更穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：架空線路；防雷設(shè)備原理；解決措施

中圖分類號：TM726 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一、現(xiàn)狀調(diào)查及事故原因分析

1.現(xiàn)有的防雷措施

開平供電局現(xiàn)有10kV配電公用線路的主要避雷方案如下：

（1）每個(gè)臺區(qū)在跌落式熔斷器與變壓器之前設(shè)置高壓避雷器1組。

（2）每個(gè)線路分段點(diǎn)斷路器開關(guān)電源、負(fù)荷側(cè)分別設(shè)置高壓避雷器1組。

（3）配電線路在雷擊氣候較多區(qū)域設(shè)置過電壓保護(hù)器。

（4）絕緣導(dǎo)線每個(gè)檔距設(shè)置防雷線夾。

2.雷擊跳閘數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

對開平供電局近幾年事故跳閘數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)10kV公用線路因雷擊跳閘數(shù)占總事故跳閘數(shù)占比較大，具體數(shù)據(jù)見表1。

3.雷擊跳閘原因分析

（1）避雷設(shè)備質(zhì)量問題

線路所用避雷器質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，避雷器方波電流達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)發(fā)生雷電時(shí)避雷器易被擊爆，進(jìn)而引起線路跳閘。

（2）避雷器結(jié)構(gòu)問題

我市部分避雷器為跌落式結(jié)構(gòu)，因跌落式避雷器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，避雷器與接地體通過可卸的活動(dòng)連接口中的一個(gè)小鐵片互相接觸，無法通過強(qiáng)大的雷電流，其泄流能力不強(qiáng)，不能有效泄流，容易造成線路殘壓過高，擊爆設(shè)備。同時(shí)，這些避雷器在遭受雷擊時(shí)自動(dòng)脫扣，可有效降低線路單相接地可能性，但是對于雷擊密度較高的地方來說，下一個(gè)雷電再次影響線路時(shí)因沒有避雷器保護(hù)就會造成線路雷擊跳閘。

（3）過電壓保護(hù)器設(shè)置點(diǎn)不合理

按現(xiàn)有模式，過電壓保護(hù)器設(shè)置選點(diǎn)主要是事后處理原則，沒有結(jié)合開平地區(qū)雷區(qū)分布整體考慮，過電壓保護(hù)器設(shè)置位置不夠全面，當(dāng)發(fā)生新一輪雷電天氣時(shí)，未設(shè)置過電壓保護(hù)器的配電線路無法受到有效保護(hù)，進(jìn)而引發(fā)配電線路雷擊跳閘。

（4）施工工藝不合格

部分防雷線夾設(shè)置時(shí)沒有擰斷力矩螺絲，防雷線夾內(nèi)的穿刺未穿破絕緣層，導(dǎo)致防雷線夾與導(dǎo)線接觸不夠穩(wěn)定，在發(fā)生雷電時(shí)引發(fā)防雷線夾損壞或?qū)Ь€燒斷等情況。

（5）接地電阻過大

當(dāng)雷電擊中線路，引起避雷裝置動(dòng)作時(shí)，強(qiáng)大的雷電流在極短的時(shí)間內(nèi)流入大地，如果避雷裝置的接地電阻達(dá)不到要求值時(shí)，將使地網(wǎng)引落地點(diǎn)附近地電位迅速提升，由于需保護(hù)的電氣設(shè)備接地端與地網(wǎng)相連接，大地的高電壓又引入到電氣設(shè)備的接地端，雷電流對線路造成反擊，從而造成設(shè)備損壞、線路故障停電。

二、防雷設(shè)備原理分析

1.氧化鋅避雷器

氧化鋅避雷器的工作原理：因氧化鋅材質(zhì)的非線性伏安特性（電壓越小電阻越大，電壓越大電阻越?。?dāng)線路正常供電運(yùn)行時(shí)，作用于避雷器的電壓為工頻電壓，此時(shí)避雷器自身電阻很大，流過其的電流可忽略不計(jì)，不會對配電線路的正常運(yùn)行造成影響。只有當(dāng)架空線路遭受直接雷或感應(yīng)雷時(shí)，此時(shí)避雷器承受過電壓，避雷器中的氧化鋅電阻迅速下降，泄放過電壓能量，從而保護(hù)線路，使電力系統(tǒng)得以繼續(xù)正常工作，不至于跳閘停電。

2.過電壓保護(hù)器

過電壓保護(hù)器與普通氧化鋅避雷器相比增加了引流環(huán)，引流環(huán)與避雷器連接，與架空導(dǎo)線保證一個(gè)適當(dāng)?shù)目諝忾g隙，在配電線路正常供電運(yùn)行狀態(tài)下，空氣間隙阻斷工頻電壓，此時(shí)避雷器可理解為不工作（理論使用壽命更長）。當(dāng)架空線路在直擊雷或感應(yīng)雷的作用下，間隙被雷擊過電壓擊穿，電弧在引流環(huán)上燃燒，將雷電過電壓通過避雷器引至大地，雷電過電壓結(jié)束后，此時(shí)避雷器本體僅承受線路正常供電運(yùn)行的工頻電壓，其電阻在極短時(shí)間內(nèi)突然變大，電流電弧被抑制在較低數(shù)值，電弧在短時(shí)間內(nèi)自然斷開，架空導(dǎo)線停止對避雷器放電，從而保護(hù)線路。

3.防雷線夾

防雷線夾工作原理：將防雷線夾設(shè)置于電桿的負(fù)荷側(cè)方向，當(dāng)線路遭受雷擊時(shí)，防雷線夾引弧臂與接地板之間形成閃絡(luò)，形成短路通道，因雷電電弧向負(fù)荷側(cè)移動(dòng)的特性，持續(xù)的工頻電弧移到線路的燃燒臂上燃燒，通過燃燒釋放雷電過電壓，保護(hù)配電線路正常運(yùn)行。

本文介紹一種新型的防雷線夾組合方案，此方案在防雷線夾的基礎(chǔ)上進(jìn)行了些許改進(jìn)，并獲得實(shí)用新型專利（專利號：ZL 2014 20401525.1），專利發(fā)明人：本人。此方案即在普通安裝方法的基礎(chǔ)上加入了防雷引流線。防雷引流線先與架空線路連通，然后將防雷線夾設(shè)置于防雷引流線上，此方法有如下優(yōu)勢：

（1）防雷線夾設(shè)置在防雷引流線上，即使因防雷線夾安裝不規(guī)范也只會燒斷防雷引流線，可使主線能夠得到最大限度保護(hù)。

（2）此方案通用性強(qiáng)，因加入了防雷引流線，防雷線夾型號固定，施工工藝統(tǒng)一，設(shè)置效果能夠得到更好保障。

（3）在防雷線夾中加入防雷引流線的使用，可大大降低導(dǎo)線雷擊斷線率。具體設(shè)置方案如圖1所示。

與傳統(tǒng)的防雷裝置（避雷器需配合接地網(wǎng)使用）相比，新型避雷裝置設(shè)置方便且無須使用接地網(wǎng)，直接通過燃燒釋放過電壓能量。有效解決了對設(shè)置點(diǎn)空間的要求，且無被盜隱患。設(shè)置、運(yùn)行成本得到了有效控制。

新型避雷裝置與傳統(tǒng)避雷裝置相比省去了避雷器與接地網(wǎng)的使用，有著設(shè)置方便，運(yùn)行維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)。使輸電線路向高科技技術(shù)發(fā)展，更使得線路設(shè)計(jì)能安全、可靠地運(yùn)行，提高了工程質(zhì)量及供電可靠性，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

三、架空線路防雷綜合措施

1. 10kV裸導(dǎo)線架空線路配置

（1）每間隔5基電桿設(shè)置1組線路避雷器。

（2）線路避雷器間隔不超過300m，每個(gè)耐張段內(nèi)最少配置1組線路避雷器。

（3）變電站出線線路段4基電桿內(nèi)如沒有設(shè)備的，設(shè)置1組線路避雷器。

（4）在山頂?shù)母呶浑姉U塔或迎風(fēng)坡，線路檔距較長的，每間隔一基桿塔設(shè)置1組避雷器。

（5）對于聯(lián)絡(luò)線路，在架空線路聯(lián)絡(luò)點(diǎn)的斷路器兩側(cè)各設(shè)置1組避雷器。

（6）每個(gè)臺區(qū)在跌落式熔斷器與變壓器之間設(shè)置高壓避雷器1組；臺區(qū)桿塔前后4個(gè)檔距（或超過200m）仍然沒有第二個(gè)臺區(qū)的，必須在臺區(qū)的第一基桿塔處設(shè)置防雷線夾或者過電壓保護(hù)器1組。

（7）10kV線路柱上分段開關(guān)、隔離開關(guān)兩側(cè)都必須各設(shè)置1組避雷器。

（8）將處于線路末端的臺區(qū)前一基電桿設(shè)置1組避雷器。

（9）T接點(diǎn)如沒有柱上分段開關(guān)、隔離開關(guān)等，須設(shè)置避雷器1組。

（10）線路由平原架設(shè)轉(zhuǎn)至山區(qū)架設(shè)，在上山第一基電桿和下山第一基電桿配置1組線路避雷器。

2. 10kV絕緣導(dǎo)線架空線路配置

（1）每隔10基電桿設(shè)置1組線路避雷器。

（2）每2基電桿配置1組防雷線夾。

（3）變電站出線線路段5基電桿內(nèi)如沒有設(shè)備的，設(shè)置1組線路避雷器。

（4）其他情況與祼導(dǎo)線配置方案一致。

3.地網(wǎng)設(shè)置要求

（1）對各類需接地的設(shè)備、裝置其接地網(wǎng)電阻值必須滿足相關(guān)規(guī)程、規(guī)范要求。

（2）定期對接地網(wǎng)的接地電阻值進(jìn)行監(jiān)測，確保不因接地電阻過高造成反擊。

（3）定期對地網(wǎng)引下線與地網(wǎng)的連接狀況進(jìn)行監(jiān)測，確保其連接可靠。

結(jié)語

以提高10kV配電線路防雷水平，解決目前線路防雷效果不理想、線路遭受雷擊易跳閘為出發(fā)點(diǎn)，制定不同類型、不同區(qū)域內(nèi)線路差異化配置防雷設(shè)計(jì)方案，確保10kV配電線路的可靠、穩(wěn)定運(yùn)行是我們所有電力設(shè)計(jì)人員義不容辭的責(zé)任。

參考文獻(xiàn)

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