架空配電線路雷擊分析與防治措施

范占理

摘要：架空配電線路雷擊是影響架空配電絕緣效率的重要因素，易導致整個線路的可靠性受到威脅。本文筆者將以架空配電線路為基礎，分析架空配電線路雷擊問題，探究架空配電線路雷擊防治措施，以供相關人士參考。

關鍵詞：架空配電線路雷擊防治

實踐表明，配電網雷擊事故占整個電力系統雷擊事故的60%至70%，是影響供電安全的關鍵因素。架空配電線路桿塔不高，利用建筑物和樹木達到屏蔽效果，雷直擊線路的概率相對較低。但，中壓和低壓配電網架空線路基本無避雷線，且由于絕緣水平低，易遭受直擊而導致跳閘等，誘發雷擊事故。與此同時，若架空配電線路絕緣水平偏低，則易受幅值為400KV至500KV的感應雷過電壓威脅。由此可見，探究架空配電線路雷擊防治措施勢在必行。

一、架空配電線路雷擊問題分析

（一）架空絕緣導線雷擊斷線

架空絕緣導線在配電線路中得到廣泛應用，導致因雷擊造成的絕緣導線斷線事故常常發生。其中，架空絕緣導線雷擊斷線的根本原因在于基于極短時間內，熱過程與力過程的綜合作用。若發生雷電過壓閃絡時，以雷電擊穿為依據，導致短路通道形成，以電網工頻電壓作用為媒介，經過工頻續流，致使電弧能量大大增加，迫使高溫弧根牢牢固定于絕緣層的擊穿點上，并開始灼燒，使得局部出現過熱現象，絕緣導線出現斷線的現象。與此同時，基于電弧通道作用下，電位差產生對應的電磁推力，加之導線自身重力，使得絕緣導線出現斷裂。

（二）架空配電線路雷擊跳閘率高

一方面，雷擊跳閘率高的原因之一在于架空配電線路絕緣水平偏低。感應過電壓是影響配電網雷電過電壓的主要因素，分散性是其基本特點，因此，為降低配電線路雷擊閃絡率，可采用提高架空配電線路絕緣水平的方式。其中，配電線路的絕緣子是架空配電線路絕緣水平高低的決定因素。與此同時，絕緣子沖擊放電電壓水平與絕緣子50%閃絡存在密切聯系。由此可見，在提高線路絕緣水平基礎上，迫使絕緣子閃絡得以減少，進而達到降低雷擊跳閘率的目的。

另一方面，雷擊跳閘率高的原因之二在于架空配電線路運行維護不足。針對運行狀態下的絕緣子，配電線路未采取有效的監測措施，加之線路具有投運時間長的特點，致使線路常常出現老化等問題，導致低值或零值絕緣子大量出現于線路中。與此同時，由于大氣中存在各種污穢，例如，煙塵、揚灰等，致使絕緣子出現積污現象，迫使絕緣水平不斷下降，進而影響配電線路絕緣水平，增加架空配電線路雷擊跳閘率。

（三）配電線路缺乏正確的防雷措施

若避雷針上方存在雷云，致使空間電場出現畸變，從而增加引雷作用，針對低于35KV電壓等級的線路不太適用。低于35KV電壓等級的線路整體存在絕緣水平偏低的問題，一旦避雷針遭受雷擊，致使雷電流入地，形成較高的塔頂電位，從而對設備造成損害。由此可見，將避雷針應用至低于35KV電壓等級的線路中，不但難以達到防雷目標，甚至增加引雷作用，威脅配電線路安全性。

（四）同塔多回對配電線路防雷效果的影響

目前，諸多電力系統為節省線路走廊，廣泛應用同塔多回路技術，部分桿塔回路多達4回、6回。該種架設方式，具有節省線路走廊的優勢，可縮減線路成本，與此同時，在多塔回路基礎上，導致線路與線路之間的電氣距離大大縮小，若任何一回路線遭到雷害，線路絕緣子實現對地穿擊，待完成穿擊后，大大增加工頻續流，若接地電弧處于持續狀態下，將導致空氣出現熱游離與光游離現象，進而威脅其他回路，迫使同桿架設的多個回路均發生接地事故，甚至造成多回線路出現跳閘等問題，威脅配電線路的供電安全性與可靠性。

二、架空配電線路雷擊防治措施

（一）提升配電線路絕緣水平，有效控制雷擊閃絡率

第一，提升線路局部絕緣水平，減少線路成本，利用加強架空絕緣導線局部絕緣的方式，換言之，即在絕緣導線固定處實現絕緣層的加固，只能通過加強絕緣層邊沿實現放電過程，或者在擊穿導線絕緣皮基礎上，實現對導線的擊穿。采用該方式，有利于促使線路沖擊放電電壓得到提升，減少架空絕緣導線雷擊斷線事故發生概率。

第二，以架空配電線路實際情況為依據，對50%沖擊放電電壓值偏高的絕緣子進行適當調整，增加配電線路的絕緣水平，進而實現配電線路耐雷效果。

第三，科學采用高耐雷合成絕緣子。將金屬膜貼至合成絕緣子串的部分下傘裙處，達到增加合成絕緣子縱向電容的目的，迫使電位分布情況得到改善。基于實踐基礎上，該技術可提高合成絕緣子雷電沖擊放電電壓約20%。因此，可基于該技術作用下，進行新型絕緣子的設計與研發，同時可適當改造已有合成絕緣子。

第四，有效控制桿塔接地電阻。以水平外延接地體、填充降阻劑以及深埋式接地極等方式為基礎，迫使桿塔接地電阻的得以降低，致使配電線路絕緣水平得到提升。

（二）將避雷器安裝至特定地點

避雷器是保護架空配電線路免受雷擊的有效措施，一般情況下，配電線路分支處、T接點處以及配電線路雷害多發段桿塔等特定地點，可適當安置避雷器，對其進行保護，減少雷害事故的發生，避免因雷害過電壓導致的線路故障問題。針對避雷器選擇，無間隙金屬氧化鋅避雷器是不錯的選擇，其具有防爆脫離功能以及免維護功能。在避雷器安裝過程中，需堅持保護線路的基本原則，充分考慮避雷器的接地問題，保證避雷器的接地電阻處于規定范圍內，嚴格控制接地引下線。一般而言，接地引下線缺乏統一規格的材料，致使接地引下線易遭到腐蝕等問題，嚴重時會出現斷裂。若接地存在不良情況，包括避雷器在內的相關避雷設備均無法正常運行。

（三）拆除不適宜的防雷保護設備

針對消雷器與避雷針，并非所有線路均適用，若將消雷器和避雷針安裝至低于35KV電壓等級線路上，不僅達不到防雷效果，甚至會增加引雷作用，增加雷擊事故發生概率，尤其是發電廠與變電場的進線段。因此，低于35KV電壓等級線路中不得設置消雷器與避雷針。若低于35KV電壓等級線路中已經設置消雷器或避雷針，應在專業人員指導下，通過技術人員進行拆除工作。與此同時，避雷線不宜架設于低于20KV電壓等級線路上。

（四）加強架空配電線路維護

一方面，加強絕緣子的運行維護。定期進行配電網中零值與低值絕緣子清除，且做好配電線路維護檢修工作。在加強絕緣子運行維護的前提下，促使配電線路雷閃絡概率得以下降，進而減少雷擊跳閘發生概率。另一方面，加強氧化鋅避雷器的運行維護。完善投運前的交接驗收試驗流程，加大氧化鋅避雷器運行過程中的監測力度，及時開展運行總結活動。基于預防性試驗作用下，判定避雷器的性能與功能，避免誤動作與爆炸等事故在避雷器運行過程中發生。

三、小結

總而言之，近幾年，架空配電線路雷擊事故頻頻發生，嚴重影響供電系統的安全性與可靠性。因此，為降低雷擊對架空配電路線路的影響，提高供電系統的安全性與可靠性，相關部門應在借鑒、吸收國內外先進技術與經驗的基礎上，結合架空配電線路的實際情況，制定切實可行的防雷方案，采取有效措施，為電網配電與輸電系統的正常運行提供保障，達到增加社會效益與經濟效益的目的。

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