李仲昌(華北油田公司第五采油廠，河北 辛集 052360)

1 架空絕緣線路運(yùn)行現(xiàn)狀分析

1.1 架空絕緣導(dǎo)線的優(yōu)點(diǎn)

架空絕緣導(dǎo)線和普通裸導(dǎo)線相比，提高了供配電系統(tǒng)的安全可靠性，降低了故障率，減少了人身觸電傷亡危險(xiǎn)，減少了安全隱患，適宜在多樹木、重污染、多鳥害等地區(qū)使用。絕緣導(dǎo)線可以防止外物引起的相間短路，減少共桿線路作業(yè)時(shí)的停電次數(shù)，減少維護(hù)工作量，提高了線路的供電效率。絕緣架空導(dǎo)線與架空裸鋁線相比較，節(jié)約了架空線路所占用的空間，縮小了線路走廊，支持了城鄉(xiāng)的綠化工作，減少了線路沿線樹木的砍伐與修剪量。絕緣線路電抗約為普通裸導(dǎo)線路電抗的1/3，降低了電壓損失，節(jié)約了線路電能損失。提高了導(dǎo)線的抗氧化率，因而相應(yīng)提高線路的使用壽命和配電可靠性。降低了對線路支持件的絕緣要求，提高同桿線路回路數(shù)，提高了線路利用率。由于線路技術(shù)狀況的提高，減少了維護(hù)、維修工作量，延長了檢修周期，減少了因檢修而停電的時(shí)間。

1.2 架空絕緣導(dǎo)線的缺點(diǎn)

高壓絕緣架空線的允許載流量比裸導(dǎo)線小，由于導(dǎo)線外部加了絕緣塑料層，致使導(dǎo)線的散熱變差，因此架空絕緣導(dǎo)線選取導(dǎo)線線徑橫截面積時(shí)，截面積要比平時(shí)加大一個(gè)等級。高壓絕緣架空線的線徑一般較大，又加上塑料外皮，線徑比同型截面鋼芯鋁絞線大，重量較重，對橫擔(dān)，電桿的承壓，抗拉性都比裸鋁線路要求更嚴(yán)格，必須提高等級。絕緣導(dǎo)線雖然有諸多優(yōu)點(diǎn)，但單位造價(jià)高于裸導(dǎo)線，經(jīng)濟(jì)型相對較差。架空絕緣線路與裸導(dǎo)線相比，發(fā)生斷線事故時(shí)，由于導(dǎo)線外部有絕緣層，落地后不能引起斷路器跳閘，在斷口處電流燃弧使絕緣皮燃燒，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行，甚至致人傷亡。

1.3 架空絕緣線路雷擊斷線原因分析

采用架空絕緣導(dǎo)線雷擊絕緣導(dǎo)線時(shí)，雷電過電壓首先擊穿絕緣層進(jìn)而引起絕緣子閃絡(luò)，被擊穿的絕緣層呈針孔狀，接續(xù)的工頻短路電流電弧受周圍絕緣層的阻凝，弧根只能在針孔處燃燒，在極短時(shí)間內(nèi)使導(dǎo)線被整齊的燒斷。在采用架空裸導(dǎo)線時(shí)，雷電過電壓引起絕緣子閃絡(luò)雷電過電壓引起閃絡(luò)，進(jìn)而形成工頻續(xù)流電弧，在電磁力作用下沿著導(dǎo)線向背離電源方向移動(dòng)，不會(huì)嚴(yán)重?zé)齻麑?dǎo)線。

2 冀中油田6kV架空絕緣線路防雷必要性

6kV 配電網(wǎng)是油田企業(yè)電力系統(tǒng)重要組成部分，油氣生產(chǎn)屬于全天候連續(xù)生產(chǎn)，對供電可靠性的要求很高，雷擊造成一次瞬間停電可能只有幾秒鐘的時(shí)間，但是油井全面恢復(fù)生產(chǎn)需要幾天甚至更長的時(shí)間，嚴(yán)重時(shí)可能還會(huì)造成泵卡、死井等次生事故。

3 架空絕緣線路防雷規(guī)程

3.1 架空線路有關(guān)防雷設(shè)計(jì)規(guī)程

現(xiàn)行《10kV 及以下架空配電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(DL/T 5220—2005)涉及了防雷的有關(guān)內(nèi)容，“ 1-10kV 配電線路當(dāng)采用絕緣導(dǎo)線時(shí)，宜有防雷措施，防雷措施應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)乩纂娀顒?dòng)情況和實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定”。對線路的防雷措施仍沒有明確的規(guī)范要求，也只對有避雷線的線路和無避雷線的線路的接地電阻及方式進(jìn)行了明確的規(guī)范，并沒有規(guī)范采用避雷線和不采用避雷線的具體環(huán)境要求。

3.2 架空線路防雷技術(shù)簡介

架空配電線路防雷技術(shù)主要經(jīng)歷了管式防雷器、碳化硅避雷器、金屬氧化物避雷器。

氧化鋅避雷器具有優(yōu)異的伏安特性，是目前最先進(jìn)防雷電器，泄漏電流只有50～150μA，在高電壓條件下，電阻率驟降，電阻小、殘壓低，可以泄放大量雷電流，電壓恢復(fù)正常范圍內(nèi)以后，電阻率也恢復(fù)到很高狀態(tài)。而脫離式和熱爆式氧化鋅避雷器在雷擊后可以使避雷器暫時(shí)脫離故障線路，使線路繼續(xù)安全運(yùn)行，減少了線路停電次數(shù)和停電時(shí)間。

4 冀中油田架空絕緣線路防雷措施

參考國內(nèi)外絕緣導(dǎo)線防雷擊斷線的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合油田6kV 架空絕緣線路的運(yùn)行方式，根據(jù)絕緣導(dǎo)線雷擊斷線原理，可以將防范措施分為“堵塞”和“疏導(dǎo)”兩種。“堵塞”方式就是阻止雷擊閃絡(luò)后工頻續(xù)流起弧，“堵塞”方式防護(hù)效果好，但是這種方式增加了工程投資和施工難度。“疏導(dǎo)”方式就是將工頻電弧弧根轉(zhuǎn)移到特制金具上燃燒，使導(dǎo)線不被電弧燒傷，“疏導(dǎo)”的方式操作簡單投資少，但局部裸露，存在密封和絕緣缺陷。

4.1 堵塞方式

增加桿塔、絕緣子或橫擔(dān)的絕緣等級來做到封堵，提高線路絕緣等級及耐雷水平，減低線路的建弧率而有效避免發(fā)生雷擊斷線事故，使工頻續(xù)流有足夠的時(shí)間和通道到線路避雷器處有效泄流入地。降低線路桿塔的接地電阻能有效的提高線路的耐雷水平，是一項(xiàng)基本的防雷措施。降低線路桿塔的接地電阻的方法主要是增加接地極的深埋和數(shù)量，對于接地電阻差的土壤采取換土和添加降阻劑等措施等。

(1)把全廠原6kV 線路運(yùn)行的6kV 線路等級普通瓷質(zhì)絕緣子全部升級更換為10kV 線路等級硅膠合成絕緣子。由于合成絕緣子具有少維護(hù)等瓷質(zhì)絕緣子不具備的優(yōu)點(diǎn)，保證了線路的絕緣水平.

(2)在空曠地區(qū)的線路，附近沒有樹木、高大建筑物的遮蔽，絕緣導(dǎo)線容易遭受直擊雷并發(fā)生斷線故障，這些區(qū)域的絕緣導(dǎo)線全線每200m 處安裝脫離式的氧化鋅避雷器，并且將接地電阻降至10Ω 以下，目前運(yùn)行效果良好。

(3)在樹林地區(qū)以及高大建筑和高壓線路附近的線路，由于樹木屏蔽作用，易發(fā)生感應(yīng)雷過電壓，這些地區(qū)的線路每3個(gè)桿塔安裝1 組帶熱爆式脫離器的氧化鋅避雷器，并將接地電阻降至10Ω 以下。目前該措施已在虎16 絕緣架空線路使用，效果顯著。

(4)在變電站附近的線路，在變電站出線處安裝無間隙氧化鋅避雷器，配合熱爆式脫離器使用，戶外柱上開關(guān)、刀閘處雙側(cè)安裝避雷器，并將接地電阻降至10Ω 以下。

4.2 疏導(dǎo)方式

疏導(dǎo)方式就是疏通泄流—即在絕緣導(dǎo)線桿塔上安裝防雷裝置，將絕緣導(dǎo)線高電位引至防雷裝置處，并和橫擔(dān)、支柱絕緣子之間形成一個(gè)空氣間隙，當(dāng)雷擊后過電壓擊穿空氣間隙并形成固定弧根進(jìn)行燃燒釋放雷電過電壓能量，從而保護(hù)絕緣導(dǎo)線。

(1)在空曠地區(qū)的線路，線路遭受直擊雷的概率較大，這些區(qū)域的絕緣導(dǎo)線上全線安裝帶保護(hù)間隙的絕緣子和防弧金具，并且與繼電保護(hù)裝置配合，接地電阻降至10Ω 以下。目前該措施方法在我廠部分線路已經(jīng)使用，效果良好。

(2)在樹林地區(qū)的線路，由于樹木屏蔽作用，感應(yīng)雷過電壓的概率很高，線路每2個(gè)桿塔安裝1 組保護(hù)間隙，接地電阻降至10Ω 以下，將絕緣子升級成PS15/500 絕緣子，提高耐雷水平。

方案一線路保護(hù)措施是安裝氧化鋅避雷器，根據(jù)線路所在區(qū)域的地理環(huán)境和雷擊的具體情況，選擇不同類型的避雷器，該方案防雷效果好，但投資較大。

方案二采用的保護(hù)措施安裝絕緣子并聯(lián)保護(hù)間隙，在線路的特殊位置(如開關(guān)兩側(cè))需要安裝避雷器，該方案投資較小，但需要與繼電保護(hù)裝置配合使用。

5 結(jié)語

無間隙氧化鋅避雷器的響應(yīng)速度最快，防雷效果最好，對雷電過電壓及其他類型的過電壓都有良好的抑制作用。缺點(diǎn)是氧化鋅元件承受工頻電壓，存在微小的泄漏電流，元件老化后可能會(huì)導(dǎo)致線路發(fā)生接地故障。

外串間隙的氧化鋅避雷器的防雷效果較好，但是防雷效果和響應(yīng)速度不如無間隙避雷器。串聯(lián)間隙的作用是隔離工頻電壓，防止氧化鋅元件發(fā)生老化，并且避免避雷器引發(fā)接地故障。

保護(hù)間隙的放電電壓低于絕緣子的閃絡(luò)電壓，放電后形成的工頻電弧將在保護(hù)間隙之間燃燒，電弧弧根不會(huì)燒傷絕緣導(dǎo)線本身，但故障線路會(huì)出現(xiàn)短時(shí)的失壓現(xiàn)象。

降低接地電阻可以提高線路的耐雷水平，避雷器的接地電阻要求必須小于10 歐姆。

把“堵塞”和“疏導(dǎo)”型兩種思想的防雷保護(hù)方法很好地結(jié)合起來，根據(jù)線路電壓等級，系統(tǒng)運(yùn)行方式、線路所經(jīng)地區(qū)的地形狀況，地質(zhì)狀況等多方面綜合分析，總結(jié)已取得的經(jīng)驗(yàn)，采取綜合性的防雷措施，才能更好的達(dá)到減少線路雷擊跳閘故障，提高供電可靠性的目的。