10kv配網(wǎng)防雷技術(shù)研究

摘 要 10kV配電架空線路系電力系統(tǒng)中公里數(shù)較長且與用戶關(guān)聯(lián)最為密切的電壓等級(jí)線路。由于眾所周知的原因，10kv架空線路的絕緣水平普遍較低，不僅在雷直擊導(dǎo)線和塔頂時(shí)會(huì)閃絡(luò)引起跳閘，而且在雷電擊中周邊的樹木或建筑時(shí)，因感應(yīng)電壓過高也會(huì)導(dǎo)致閃絡(luò)。而架空絕緣導(dǎo)線擁有絕緣性能良好、受腐蝕程度小、簡化桿塔結(jié)構(gòu)、深入負(fù)荷中心、利于城鎮(zhèn)綠化、縮小線路走廊和與地下電纜相比具有投資省，建設(shè)快的優(yōu)點(diǎn)愈來愈多的在我國大、中城市10kV配電線路采用。對(duì)此，結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)和不斷探索，對(duì)10kv配網(wǎng)防雷改造工作進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞 10kv 配網(wǎng) 防雷 改造

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)作為支撐，而其中在配網(wǎng)工作中的一個(gè)基礎(chǔ)能力就是要對(duì)自然災(zāi)害的破壞有一定的妨害性。就我國發(fā)展實(shí)際來講，配電網(wǎng)架空導(dǎo)線以保證一定的絕緣化，已經(jīng)是一項(xiàng)較為成熟的技術(shù)。但是，10kV配電架空線路系電力系統(tǒng)中公里數(shù)較長且與用戶關(guān)聯(lián)最為密切的電壓等級(jí)線路。由于眾所周知的原因，10kv架空線路的絕緣水平普遍較低，雷擊閃絡(luò)更容易發(fā)生，易導(dǎo)致因此而生成的工頻電弧將導(dǎo)線燒斷。伴隨電力系統(tǒng)配電線路絕緣化的改造，雷擊斷線問題更加突出。不僅在雷直擊導(dǎo)線和塔頂時(shí)會(huì)閃絡(luò)引起跳閘，而且在雷電擊中周邊的樹木或建筑時(shí)，因感應(yīng)電壓過高也會(huì)導(dǎo)致閃絡(luò)。而架空絕緣導(dǎo)線擁有絕緣性能良好、受腐蝕程度小、簡化桿塔結(jié)構(gòu)、深入負(fù)荷中心、利于城鎮(zhèn)綠化、縮小線路走廊和與地下電纜相比具有投資省，建設(shè)快的優(yōu)點(diǎn)愈來愈多的在我國大、中城市10kV配電線路采用。對(duì)此，結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)和不斷探索，對(duì)10kv配網(wǎng)防雷改造工作進(jìn)行了如下的分析：

1、在架空線的上方我們可以安裝避雷器

避雷器本身在架空導(dǎo)線沒有受到雷擊損壞時(shí)，是一個(gè)高電阻。它一端與地面相連接，一端與架空導(dǎo)線相連接。當(dāng)架空導(dǎo)線遭受到雷擊破壞時(shí)，雷電波尖峰會(huì)擊穿避雷器，這時(shí)候它是一個(gè)低電阻，隨后雷電通過避雷器與大地連接的一端入地泄放。此時(shí)，當(dāng)雷電尖峰過去之后，避雷器本身的抗阻能力上升，隨后架空導(dǎo)線與大地之間又恢復(fù)了斷開的狀態(tài)。與此同時(shí)，避雷器的使用也是會(huì)受到一定的限制。比如當(dāng)避雷器遭受到雷擊后，很有可能損壞出現(xiàn)短路或者開路的狀態(tài)。此時(shí)有一點(diǎn)需要注意，如果避雷器發(fā)生短路，這時(shí)候架空導(dǎo)線就會(huì)通過短路狀態(tài)的避雷器接地，從而導(dǎo)致整個(gè)電源的跳閘。另外，當(dāng)避雷器長時(shí)間與帶電的架空導(dǎo)線相連接或者接觸，其中泄露的電流很容易導(dǎo)致避雷器直接損壞或者因?yàn)樾酒瑵u漸老化而慢慢地被損壞。

2、使用有間隙的避雷器

在多雷區(qū)的10kV線路按照一定檔距安裝線路避雷器HY5WS-17/50，減少或避免雷擊斷線事故。在一定程度上能夠有效防止避雷器被雷擊后因短路而造成跳閘事故的發(fā)生。但是，由于間隙相對(duì)來說較小的原因，并不能夠從根本上克服此問題。

3、采用多功能防電器（帶阻雷體）與SC—15氧化鋅避雷器相結(jié)合來進(jìn)行綜合防雷。

這個(gè)方案能夠有效地防止架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線問題的發(fā)生，通過我們的實(shí)踐數(shù)據(jù)表明也能夠大大降低因雷擊的跳閘率。

4、采用防弧線夾或者防雷支柱絕緣子

提高線路絕緣子耐壓水平，將10kV絕緣子換為防雷絕緣子。在架空導(dǎo)線雷擊斷線中，這種方法是最經(jīng)濟(jì)有效的。當(dāng)我們在選擇使用此類產(chǎn)品的過程中，需要注意引弧棒的設(shè)計(jì)、間隙設(shè)計(jì)以及其穿刺結(jié)構(gòu)。但是，該方案也有一定的局限性，那就是不能減少跳閘。不論是防弧線夾或者防雷支柱絕緣子，都不能迅速斷弧，而是需要五個(gè)工頻周期左右才能夠完成。

5、安裝防弧金具

通過在架空絕緣線路安裝防弧金具，金具在距離絕緣子中心150～200mm的范圍內(nèi)（負(fù)荷側(cè)）剝離一小段絕緣導(dǎo)線的絕緣層，安裝上防弧金具，可使雷電過電壓均在防弧金具與絕緣子鋼腳之間定點(diǎn)閃絡(luò)，持續(xù)的工頻短路電流電弧的弧根固定在防弧金具局部玻璃絕緣導(dǎo)線，使之局部成為裸導(dǎo)線，從而電弧能在剝離部分滑動(dòng)，而不是固定在某一點(diǎn)燒蝕，同時(shí)也可為以后施工提供一個(gè)掛地線點(diǎn)。

6、10kv混合架空與電纜混合線路

通過采用架空與電纜混合線路，使不同阻抗的線路聯(lián)合。當(dāng)雷電波入侵時(shí)，節(jié)點(diǎn)處容易發(fā)生電壓突變，二者相連接的首末兩端的連接處波阻不同，之間的行波會(huì)進(jìn)行多次的折返射。此時(shí)，末端電壓在折返射之后，此時(shí)的電壓高于入侵時(shí)的電壓。對(duì)此，我們可以在連接的首端與末端安裝避雷器，以防止電壓過高。

7、采用柱上開關(guān)

通過在開關(guān)或者刀閘兩側(cè)安裝避雷器，可以有效地強(qiáng)化柱上開關(guān)的雷電保護(hù)能力。相反，如果沒有在開關(guān)或者刀閘兩側(cè)安裝避雷器，或者僅僅的在其中一側(cè)安裝，當(dāng)處于開關(guān)斷開的狀態(tài)時(shí)，此時(shí)的雷電波將會(huì)全反射，此時(shí)當(dāng)雷擊事故發(fā)生時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致開關(guān)設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞。

8、對(duì)電纜分支箱進(jìn)行雷電保護(hù)

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，在配電系統(tǒng)中，電纜分支箱與環(huán)網(wǎng)柜的使用也越來越廣泛。與此同時(shí)，針對(duì)其進(jìn)行的防雷問題也是比較明顯或者突出的。具體來講，在10kv電纜化的環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)中，我們必須采取及時(shí)有效的手段或者方式來抑制感應(yīng)雷過電壓。對(duì)此，一般方法是采用避雷器，其中選擇之一是每個(gè)每個(gè)避雷器保護(hù)的單元均安裝避雷器，二是在避雷器的扎安裝上比較有選擇性。兩種方法在具體運(yùn)用過程中，需要結(jié)合實(shí)際情況來確定。同時(shí)，需要注意的是，環(huán)網(wǎng)回路中存在架空導(dǎo)線，我們應(yīng)該對(duì)架空導(dǎo)線兩端為單元進(jìn)行避雷器的安裝。

近幾年隨著電網(wǎng)的改造，配電系統(tǒng)大量采用電纜化、絕緣線和中壓環(huán)網(wǎng)設(shè)備，配網(wǎng)的供電可靠性有所提升，然而由于雷電引起的設(shè)備事故仍時(shí)有發(fā)生，對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行具有一定的破壞性。雷電是一個(gè)復(fù)雜的自然現(xiàn)象。綜上所述，單純依靠某項(xiàng)保護(hù)措施難以解決絕緣線路的防雷問題，必須采取綜合防雷對(duì)策才能有效的防止雷擊事故發(fā)生。對(duì)10kv配網(wǎng)防雷改造工作的探索，能夠有效地防止雷害事故對(duì)于配電網(wǎng)的破壞，從而有效地保障居民、單位等的用電。

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（作者單位：湖北工業(yè)大學(xué)）