黃國(guó)梅

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司肇慶廣寧供電局 廣東 廣寧 526300）

摘 要：文章針對(duì)特定的電網(wǎng)與線路結(jié)構(gòu)，研究分析防止絕緣導(dǎo)線雷擊斷線、配變雷擊損壞的綜合防雷方案，降低線路雷擊跳閘率，保障線路安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：10 kV；配網(wǎng)；雷害；措施

1 前言

10kV 配電網(wǎng)線路，由于絕緣水平較低，受雷電感應(yīng)過電壓的影響較大。雷擊事故嚴(yán)重影響了供電可靠性，而由感應(yīng)雷引起的跳閘事故的已經(jīng)成為危害10kV 配電線路的主要原因。如何落實(shí) 10kV配網(wǎng)線路防雷措施，提高線路防御雷擊傷害的能力，保證線路在雷雨情況下能夠正常運(yùn)行顯得尤為迫切。

2 原因分析

某供電所 2015 年6月至8月，發(fā)生雷擊導(dǎo)致線路障礙的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

從表1可見，共12起線路障礙發(fā)生的位置主要有3處：絕緣導(dǎo)線、架空線路和電纜連接處、臺(tái)架。引起故障的位置除一起外，其余都發(fā)生在架空線路上，這與架空線路本身的分布廣、設(shè)備多、絕緣水平低的特點(diǎn)有密切關(guān)系。據(jù)統(tǒng)計(jì)，配電網(wǎng)架空線路感應(yīng)雷過電壓一般不超過 500kV，但已對(duì)配電網(wǎng)線路絕緣足以造成威脅。架設(shè)避雷線是架空線路防止感應(yīng)雷過電壓的有效措施，但根據(jù) 10kV配電網(wǎng)絡(luò)自身的特點(diǎn)，一般不沿全線架設(shè)避雷線。為此，本文探討除裝設(shè)避雷線外的具體防雷措施，下面對(duì)故障原因進(jìn)行分析。

2.1 絕緣導(dǎo)線斷線

絕緣導(dǎo)線遭遇雷擊時(shí)會(huì)發(fā)生斷線故障，這是由于其結(jié)構(gòu)造成的，當(dāng)雷電過電壓作用于絕緣導(dǎo)線上，導(dǎo)線絕緣相對(duì)薄弱的絕緣子會(huì)發(fā)生閃絡(luò)并使導(dǎo)線絕緣層擊穿，接續(xù)的工頻短路電流將對(duì)地產(chǎn)生電弧，由于電弧受到周圍絕緣層的阻隔，被鉗制在擊穿點(diǎn)固定燃燒，在雷電壓作用過去之前使導(dǎo)線燒斷。此外，線路絕緣水平與電氣設(shè)備絕緣水平配合存在的問題，也會(huì)造成線路雷害故障。由于線路絕緣子的閃絡(luò)電壓較高，而避雷器泄流能力有限，如果在線路上因雷擊產(chǎn)生較高的雷電過電壓時(shí)，保護(hù)配電設(shè)備或電纜線路的單組避雷器可能無法將雷電流充分泄入大地，從而使得一部分雷電過電壓仍能侵入配電設(shè)備以及電纜線路側(cè)，繼而很可能造成配電設(shè)備因雷電損壞事故以及導(dǎo)致線路跳閘事故的頻繁發(fā)生。因此，這樣在變壓器和線路的絕緣配合上并不合理，使得線路遭受雷擊時(shí)，雷電過電壓得不到有效的衰減和泄放。當(dāng)侵入波入侵時(shí)，作用在變壓器上的沖擊電壓最大值往往會(huì)超過變壓器的雷電沖擊耐受值而把變壓器打壞。同時(shí)過高的雷電流也會(huì)將高壓熔斷器燒壞，造成線路跳閘。

2.2 架空與電纜連接處避雷器燒毀

架空線路與電纜連接處會(huì)發(fā)生電壓突變，圖 1 為架空線和電纜線路連接時(shí)雷電波示意圖。

如圖 1 所示，架空線路和電纜相連的線路，此時(shí)點(diǎn) 1、2 處的波阻抗不同，當(dāng)雷電波從 1 向 2 方向入侵時(shí)，雷電波在兩點(diǎn)之間發(fā)生多次折反射。設(shè)在點(diǎn) 1、2 的折射系數(shù)為α1、α2，即點(diǎn) 2 處的電壓經(jīng)過多次的折反射后，存在波峰疊加的情況，在組合參數(shù)最不利的情況下，點(diǎn) 2 的電壓 U2q會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于入侵電壓，從而出現(xiàn)連接處避雷器燒毀的現(xiàn)象。

2.3 臺(tái)架避雷器燒毀

表1中，共發(fā)生4次臺(tái)架避雷器遭受雷擊燒毀的情況，這是由于臺(tái)架避雷器處于相對(duì)較高的位置，遭受雷擊的幾率增加，同時(shí)還有線路傳遞過電壓以及變壓器低壓側(cè)逆變換過電壓的影響，導(dǎo)致臺(tái)架避雷器動(dòng)作的頻率增大，整體工作性能相應(yīng)會(huì)下降。在線路故障中，被保護(hù)變壓器及其它設(shè)備均正常，更換損壞避雷器后，均夠恢復(fù)正常送電。

2.4 感應(yīng)過電壓的影響

由于10kV配電線路部分線路段位于城郊，線路桿塔周圍多為水塘和水田，當(dāng)雷云對(duì)線路附近地面放電時(shí)，在大地中被雷電感應(yīng)的異號(hào)電荷迅速向雷擊點(diǎn)兩側(cè)移動(dòng)，而水的電導(dǎo)率

要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于周圍土壤的電導(dǎo)率，從而導(dǎo)致線路容量在遭受雷擊時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)雷過電壓而跳閘。另外，該10kV配電線路所在地區(qū)工廠企業(yè)較為集中，是重點(diǎn)的供電地區(qū)，所以這里的配電線路較為密集，線路的交叉跨越也較為復(fù)雜，因而，線路不僅受到來自雷電引起的感應(yīng)過電壓的影響，而且受到來自線路與線路之間耦合效應(yīng)引起的感應(yīng)過電壓的影響。

2.5 接地引下線存在的問題

接地引下線作為設(shè)備與接地體之間的連接體，對(duì)配電設(shè)備的接地起到了重要的作用。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研情況，接地引下線的問題主要集中在以下兩個(gè)方面。

2.5.1 接地引下線規(guī)格不統(tǒng)一，在調(diào)研的過程中發(fā)現(xiàn)，存在多種樣式的接地引下線，有扁鐵和銅線等，且接地引下線連接不規(guī)范，部分接地引下線存在冗長(zhǎng)及未正確連接等問題。

2.5.2 居民用電護(hù)電意識(shí)不強(qiáng)，接地引下線甚至線路高壓側(cè)電線偷盜現(xiàn)象較為嚴(yán)重，該10kV配電線路大部分路段存在桿塔接地引下線斷裂、破壞的情況，初步調(diào)查應(yīng)為附近居民所為。

3 防范措施

3.1 絕緣導(dǎo)線的防雷

3.1.1 桿塔上安裝避雷器或保護(hù)間隙，以吸收雷擊閃絡(luò)后的放電能量，限制工頻續(xù)流，縮短電弧燃弧時(shí)間。

3.1.2 將絕緣導(dǎo)線與絕緣子相連部位的絕緣層剝掉，讓電弧在電磁力的作用下在導(dǎo)線表面移動(dòng)，有效減輕電弧對(duì)絕緣導(dǎo)線的破壞，降低斷線的幾率。

3.2 合理配置避雷器

3.2.1 根據(jù)雷電定位系統(tǒng)和運(yùn)行材料數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，合理考慮避雷器安裝密度，在雷擊密集的局部地區(qū)，可每基桿塔裝設(shè)一組避雷器；在雷擊發(fā)生較多的配電線路上，可間隔 2～3基桿塔裝設(shè)一組；在雷擊較少的地區(qū)，可隔 5～6基桿塔安裝。

3.2.2 對(duì)于架空與電纜混合的線路會(huì)發(fā)生折反射，導(dǎo)致線路末端電壓突變，我們必須在各連接處安裝避雷器來限制過電壓，并采用定期試驗(yàn)和輪換的手段來保證避雷器始終處于良好的工作狀態(tài)。

3.2.3 選用過電壓保護(hù)器

過電壓保護(hù)器采用了氧化鋅非線性電阻片和放電間隙相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，在正常電壓下，氧化鋅電阻片內(nèi)不通電流，從而延緩其老化過程，使用壽命得到延長(zhǎng)，特別適用于臺(tái)架避雷器的現(xiàn)場(chǎng)使用。另外，即使氧化鋅電發(fā)生爆炸燒毀的情況，由于放電間隙的隔離，線路不會(huì)發(fā)生接地故障。

3.2.4 安裝過電壓保護(hù)間隙

過電壓保護(hù)間隙制作成兩個(gè)球頭間隙，這樣可以避免配電線路使用其他形狀的間隙而出現(xiàn)的電暈損耗，角型間隙放電時(shí)，電弧會(huì)沿羊角迅速向上移動(dòng)而被拉長(zhǎng)，因而容易自行滅

弧，間隙不會(huì)嚴(yán)重?zé)齻?/p>

3.3 提高線路絕緣耐壓水平

適當(dāng)增加絕緣子的片數(shù)，將針式瓷瓶更換成合成絕緣子等措施，將會(huì)減小絕緣子串的工頻電場(chǎng)強(qiáng)度，從而降低雷擊閃絡(luò)后轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定電弧的幾率，線路跳閘的次數(shù)也會(huì)相應(yīng)降低，再配合線路自動(dòng)重合閘的作用，可以保證電網(wǎng)安全運(yùn)行。

3.4 避雷器引線改進(jìn)

避雷器受雷擊燒毀后，避雷器上引線由于失去支持，在重力的作用下搭接在構(gòu)架上，引線相間短路和單相接地故障。從表1統(tǒng)計(jì)表中顯示，發(fā)生因?yàn)楸芾灼鳠龤б鸲搪泛徒拥氐墓收瞎?4 起，為此，要求在安裝避雷器時(shí)，盡量縮短引線，并使引線從上自下安裝，保證避雷器爆炸后，引線對(duì)地保持足夠的距離，不會(huì)搭接到金屬構(gòu)架上，從而減小引起線路短路和單相接地故障。

3.5 保護(hù)好接地引下線

為保護(hù)好接地引下線，線路運(yùn)行維護(hù)單位應(yīng)加強(qiáng)用電安全宣傳，在群眾中做好有關(guān)電力設(shè)施重要性的宣傳工作。另外，供電單位應(yīng)加強(qiáng)線路的巡視工作，配合保安部門打擊對(duì)電力基礎(chǔ)設(shè)施的偷盜行為。最后可根據(jù)實(shí)際情況，選擇性的用扁鐵代替接地引下線的地上部分，并使其緊固，從而降低電力基礎(chǔ)設(shè)施被破壞、偷盜的幾率，提高配電線路的運(yùn)行可靠性。

4 結(jié)語

10kV配電線路的安全運(yùn)行水平會(huì)直接影響到供電企業(yè)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，提高線路防雷水平，對(duì)提高配電線路供電可靠性，確保電網(wǎng)安全有著重要影響。防止架空配電線路遭受雷擊的措施是多種多樣的，各有優(yōu)缺點(diǎn)，架設(shè)避雷線、裝設(shè)避雷器、架空線路過電壓保護(hù)器等措施對(duì)于提高線路防雷能力有一定的影響，但需因地制宜，從實(shí)際出發(fā)，才能做好線路防雷工作，從而保證電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)和穩(wěn)定運(yùn)行。

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