黃偉鵬

國網(wǎng)福建省電力有限公司南安市供電公司，福建 泉州 362300

0 引言

山區(qū)架空配電線路在實(shí)際運(yùn)行中容易受到雷擊事故的影響。山區(qū)配電架空新路布局分散、桿塔結(jié)構(gòu)復(fù)雜、絕緣水平低等特點(diǎn)，加大了雷害治理的難度，以往運(yùn)用高壓輸電網(wǎng)和變電站的技術(shù)手段已不適應(yīng)于配網(wǎng)架空線路的雷害治理。這需要引起電力工作者的高度重視，采用科學(xué)合理的方式和手段加強(qiáng)綜合管控，降低雷擊事故造成的危害程度。

1 易雷區(qū)地形地貌特征

山區(qū)容易受到雷害侵襲，尤以以下情況更甚。

（1）風(fēng)口、順風(fēng)河谷以及峽谷等地帶被稱為雷暴走廊，很容易造成雷擊。

（2）如果配電線路的附近比較潮濕，屬于易雷區(qū)，如桿塔附近存在水庫、湖泊、河流、池塘、森林或山丘等地形，就容易出現(xiàn)雷擊。

（3）如果土壤電阻率存在突變地帶同樣屬于易雷區(qū)，如地質(zhì)斷層地帶、土壤當(dāng)中有巖石、巖石山腳下存在河谷等地帶。

（4）地下水位比較高的地帶以及地下存在導(dǎo)電性礦的地帶屬于易雷區(qū)。

（5）若土壤的電阻率沒有過大的變化，但是屬于山丘且存在植被，就容易受到雷擊，如雷電可能會(huì)擊中山頂?shù)鹊胤健?/p>

2 山區(qū)架空配電線路受雷擊影響的原因

架空線路上會(huì)產(chǎn)生雷電過電壓，主要包括兩種類型，一是由雷電直擊線路或桿塔引起的直擊雷電過電壓，二是在雷擊線路周圍由電磁感應(yīng)引起的感應(yīng)雷電過電壓。配網(wǎng)雷害事故中，80%～95%是由感應(yīng)雷引起的，配電線路絕緣水平低，即便裝設(shè)避雷線也會(huì)反擊，防止直擊雷的作用不大。相比高壓輸電線路，配電線路的雷電故障很難完全消除，只能根據(jù)降低雷電故障發(fā)生概率這一原則保護(hù)配電線路。絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的過程較為復(fù)雜，主要是雷擊過電壓穿過導(dǎo)線絕緣層，導(dǎo)線絕緣層出現(xiàn)針孔狀，之后就會(huì)形成絕緣子閃絡(luò)的情況，并形成工頻短路電流。在這種情況下，電弧的弧根會(huì)被附近絕緣阻隔，無法沿著導(dǎo)線的表面移動(dòng)，只可以在閃絡(luò)處固定，因此導(dǎo)線會(huì)被燒斷。此外，當(dāng)雷電過電壓在裸導(dǎo)線上作用時(shí)會(huì)引起絕緣子閃絡(luò)，在這種情況下，工頻短路電弧在氣流等外部作用的影響下可以沿著導(dǎo)線的表面向電源的對向滑動(dòng)，不會(huì)在某一處集中燃燒。同時(shí)，在工頻續(xù)流燒斷絕緣子或者導(dǎo)線之前，斷路器就會(huì)自動(dòng)將工頻電弧切斷，不會(huì)引起嚴(yán)重后果。

3 山區(qū)架空配電線路防雷的原則

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和進(jìn)步給當(dāng)前山區(qū)架空配電線路防雷工作提供了良好前提條件，能夠應(yīng)用的防雷技術(shù)手段呈現(xiàn)出明顯多樣化特征。不同防雷技術(shù)所應(yīng)用的條件、效果以及范圍都有較大差異，實(shí)際解決山區(qū)架空配電線路雷擊危害的過程中，要能夠結(jié)合線路的具體情況，遵循預(yù)防為主、綜合治理的原則，開展架空配電線路差異化防雷工作，不僅要增強(qiáng)山區(qū)架空配電線路的抗雷性能，還要注重做好經(jīng)濟(jì)收入的綜合考慮工作。同時(shí)，山區(qū)架空配電線路防雷工作開展過程中，還要遵循科學(xué)性、合理性原則，綜合把握山區(qū)架空配電線路的設(shè)置情況，選擇合適的防雷方法和手段，促進(jìn)防雷工作落實(shí)到位，并取得顯著成效[1-2]。

4 山區(qū)架空配電線路減災(zāi)對策

使用架空地線保護(hù)感應(yīng)雷可以充分發(fā)揮避雷線的屏蔽作用，使相導(dǎo)線中的過電壓控制效果良好，但是這一方式對接地提出了較高要求，成本投入較大，而山區(qū)架空配電線路所具備的絕緣程度較低，容易出現(xiàn)反擊閃絡(luò)問題，因而推廣效果不佳，建議采取疏導(dǎo)和堵塞兩種防范方式。所謂疏導(dǎo)，就是指利用避雷裝置轉(zhuǎn)移或固定工頻電弧的弧根，使弧根在金具上燃燒，從而避免導(dǎo)線或絕緣子被燒掉；堵塞指的是阻止雷擊閃絡(luò)后工頻續(xù)流起弧，其根本目的是提高導(dǎo)線的絕緣水平，降低雷擊閃絡(luò)概率，以及阻止雷擊閃絡(luò)后工頻續(xù)流起弧。

4.1 堵塞式防雷

避免雷擊斷線的關(guān)鍵是提高線路的絕緣水平，但是配電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中采用絕緣橫擔(dān)依然有雷擊斷線事故發(fā)生，因此，若想提高線路的絕緣水平就應(yīng)該利用更長一些的絕緣橫擔(dān)。但是，由于其不利于保障實(shí)際運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，從防雷的實(shí)際情況出發(fā)，不可能將雷擊事故率降低到零，尤其是在絕緣導(dǎo)線絕緣層良好的情況下，絕緣子連接絕緣導(dǎo)線的雷電沖擊絕緣水平可以在絕緣子U50%的基礎(chǔ)上增加約100 kV。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對于絕緣層破損的導(dǎo)線，有的僅在絕緣子的U50%上增加了約20 kV。

4.2 疏導(dǎo)式防雷，加裝防雷裝置

穿刺型防護(hù)金具（見圖1）和避雷器是較為常用的防雷裝置，在疏導(dǎo)式防雷中發(fā)揮著重要作用。穿刺型防護(hù)金具具有良好的防雷效果，其空氣氣隙擊穿電壓小于絕緣子的U50%放電電壓，可以豐富雷擊閃絡(luò)的放電途徑，讓工頻電弧在金具上而不是在導(dǎo)線或絕緣子上燃燒，避免導(dǎo)線被燒斷（見圖2）。同樣，避雷器也至關(guān)重要。技術(shù)人員可以科學(xué)調(diào)整避雷器的參數(shù)，使避雷器的動(dòng)作電壓低于絕緣子的沖擊閃絡(luò)電壓，讓避雷器能夠在絕緣子閃絡(luò)之前釋放動(dòng)作能量，截?cái)喙ゎl短路電流[3]。

圖1 穿刺式防護(hù)金具

圖2 穿刺式防護(hù)金具放電

4.3 降低接地電阻

山區(qū)架空配電線路防雷害工作進(jìn)行過程中要注重結(jié)合雷害事故的常見問題，找到切實(shí)有效的應(yīng)對和處理方法，合理控制好架空線路各項(xiàng)情況，適當(dāng)?shù)亟档图芸站€路本身或者設(shè)備的接地電阻。架空線路在承受雷擊災(zāi)害時(shí)，會(huì)受到桿塔接地的影響，進(jìn)而會(huì)影響整個(gè)架空線路的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。為實(shí)現(xiàn)減災(zāi)目標(biāo)，需在山區(qū)架空配電線路設(shè)置過程中合理降低線路、設(shè)備的接地電阻，使其能夠在短時(shí)間內(nèi)向大地泄入雷電波，在保證線路本身設(shè)備電壓穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，減少損害設(shè)備情況的發(fā)生[4]。

4.4 定期更換老式氧化鋅避雷器

氧化鋅避雷器由于與配網(wǎng)接觸網(wǎng)有電連接，長期遭受高壓電，容易老化，會(huì)縮短其使用壽命，對電網(wǎng)運(yùn)行形成潛在的安全隱患，因而應(yīng)按規(guī)程周期逐步更換。有條件的可以使用專門儀器進(jìn)行測試，確保避雷器的泄漏電流小于500 μA。同時(shí)，根據(jù)避雷器的漏電情況明確避雷器的運(yùn)行狀態(tài)，如果避雷器的泄漏電流超過標(biāo)準(zhǔn)且系統(tǒng)電壓正常，需要考慮避雷器是否存在污漬、受潮、老化等情況，由技術(shù)人員根據(jù)避雷器的實(shí)際情況采取科學(xué)措施對避雷器進(jìn)行維護(hù)與檢修[5]。

5 結(jié)束語

山區(qū)配網(wǎng)線路覆蓋廣、數(shù)量多，需要探索科學(xué)合理的方法指導(dǎo)配網(wǎng)線路防雷工作。結(jié)合桿塔所處地區(qū)雷電活動(dòng)參數(shù)、桿塔結(jié)構(gòu)、絕緣配置、地形地貌特征、歷史雷擊數(shù)據(jù)等給出耐雷性能弱的桿塔以及各種防雷措施的特點(diǎn)，確定差異化的防雷措施，遵循經(jīng)濟(jì)適用、操作簡單等原則開展防雷工作，降低雷擊造成的絕緣子損壞、導(dǎo)線被燒斷以及同桿跳閘等故障的發(fā)生概率，同時(shí)需要通過安裝合適的絕緣配置并采取科學(xué)的防雷措施降低跳閘概率。