10kV配電線路防雷措施研究與應(yīng)用

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摘要：通過(guò)相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析，我國(guó)由雷擊引起的10kV配電線路跳閘事故占跳閘總數(shù)的百分之七十以上。而10kV配電線路是連接變電站與用戶的重要線路，一旦遭遇雷擊，很容易造成設(shè)備損壞而停電。由此可見(jiàn)，為了提高我國(guó)10kV配電線路運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，就必須研究并應(yīng)用10kV配電線路防雷措施。

關(guān)鍵詞：10kV配電線路；防雷措施；影響因素

社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都離不了穩(wěn)定的電力供應(yīng)，電力供應(yīng)系統(tǒng)中10kV配電線路發(fā)揮著連接變電站和用戶的重要作用。然而10kV配電線路絕緣水平較低、線路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，很容易受到雷擊的影響。雷擊會(huì)造成10kV配電線路的設(shè)備損壞，造成經(jīng)濟(jì)損失甚至人身傷害。因此，本人結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)分析了影響10kV配電線路的防雷水平的因素，并在此基礎(chǔ)上提出了10kV配電線路的防雷措施，希望能夠提高10kV配電線路的抗雷擊水平，提高供電的穩(wěn)定性。

1.影響10kV配電線路防雷水平的因素

1.110kV配電線路中絕緣水平對(duì)防雷水平的影響

以絕緣子為主要設(shè)備的10kV配電線路絕緣水平會(huì)對(duì)線路的防雷水平產(chǎn)生很大的影響。很多配電線路事故中都出現(xiàn)了絕緣子爆炸和閃絡(luò)的現(xiàn)象。究其原因，這與絕緣子的日常維護(hù)水平有很大的關(guān)系。由于相關(guān)部門(mén)沒(méi)有對(duì)10kV配電線路的絕緣子進(jìn)行定期的檢測(cè)，絕緣子很容易出現(xiàn)老化現(xiàn)象。還有一些絕緣子本身就存在質(zhì)量問(wèn)題，卻沒(méi)有被檢測(cè)出來(lái)并及時(shí)更換。由于10kV配電線路較長(zhǎng)，一旦線路中的絕緣子出現(xiàn)老化和質(zhì)量問(wèn)題，則一旦線路遭遇雷擊過(guò)電壓則極有可能出現(xiàn)跳閘停電。

1.210kV配電線路中的感應(yīng)雷過(guò)電壓對(duì)防雷水平的影響

所謂的感應(yīng)雷過(guò)電壓，就是在雷云對(duì)地面放電、雷云之間放電的過(guò)程中，由于雷電電流而出現(xiàn)了一個(gè)強(qiáng)大的電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)會(huì)對(duì)線路產(chǎn)生感應(yīng)而出現(xiàn)過(guò)電壓和過(guò)電流，過(guò)電壓和過(guò)電流由線路而進(jìn)入設(shè)備中，對(duì)設(shè)備造成損害，這種現(xiàn)象就是感應(yīng)雷過(guò)電壓[1]。10kV配電線路在遭受直擊雷過(guò)電壓的情況下則必然會(huì)出現(xiàn)跳閘，但總體來(lái)說(shuō)線路遭受雷電直擊的概率并不高，絕大多數(shù)的雷擊事故其實(shí)都來(lái)自于感應(yīng)雷過(guò)電壓。可以說(shuō)在雷擊事故中，感應(yīng)雷過(guò)電壓才是造成線路故障和跳閘的主要原因。

感應(yīng)雷過(guò)電壓的電壓非常高，如果10kV配電線路的絕緣水平較低，則難以抵受感應(yīng)雷過(guò)電壓的影響。假設(shè)某一配電網(wǎng)架空線路的導(dǎo)線高度為10米，線路與雷擊點(diǎn)的距離為50米，則在雷電流為100kA的情況下，感應(yīng)過(guò)電壓就能夠達(dá)到500kV左右。這對(duì)于10kV配電線路來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的損害，極易產(chǎn)生閃絡(luò)、斷線和絕緣擊穿的現(xiàn)象。

1.310kV配電線路中的防雷保護(hù)安裝對(duì)防雷水平的影響

防雷保護(hù)安裝主要包括配電網(wǎng)變壓器防雷保護(hù)、柱上開(kāi)關(guān)防雷保護(hù)和電纜分支箱和開(kāi)關(guān)柜防雷保護(hù)[2]。

①配電網(wǎng)變壓器防雷保護(hù)。配電變壓器的防雷主要采取在高壓側(cè)安裝避雷器的方法，事實(shí)上對(duì)低壓側(cè)的防雷保護(hù)也是必不可少的。低壓側(cè)的防雷措施可以在線路出線的前端安裝避雷器，也可以在總?cè)蹟嗥骰虻蛪嚎倲嗦菲髑岸税惭b避雷器。由于電流型保護(hù)器的零線不能夠重復(fù)接地，否則就不能夠發(fā)揮防雷保護(hù)的作用，因此要在變壓器零線出現(xiàn)的首端安裝低壓避雷器的接地線。

②柱上開(kāi)關(guān)防雷保護(hù)。主要是安裝在刀閘和柱上開(kāi)關(guān)的避雷保護(hù)，在10kV配電網(wǎng)中能夠起到良好的防雷效果，但是當(dāng)前很多刀閘和柱上開(kāi)關(guān)都沒(méi)有安裝相應(yīng)的避雷器對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。

③電纜分支箱和開(kāi)關(guān)柜防雷保護(hù)。可以在每個(gè)單元上都進(jìn)行避雷器的安裝，也可以選擇重要的保護(hù)點(diǎn)進(jìn)行安裝。

2.10kV配電線路的防雷措施研究與應(yīng)用

2.1將10kV配電線路的絕緣水平提高

絕緣子是提高10kV配電線路絕緣水平的重要設(shè)備，10kV配電線路很容易受到幅值較大變化的影響[3]。提高10kV配電線路絕緣水平的方法有很多，如果配電線路與雷云活動(dòng)之間有較遠(yuǎn)的距離，則可以將原有的絕緣子進(jìn)行更換，使用U50%放電電壓的絕緣子，則10kV配電線路的絕緣水平得以提高。在同一電線桿架設(shè)的回路之間有著較小的距離，一旦被擊穿會(huì)產(chǎn)生巨大的后工頻續(xù)流，則回路之間會(huì)出現(xiàn)接地現(xiàn)象，影響供電可靠性，對(duì)此將絕緣皮放置于絕緣子和導(dǎo)線之間，并以絕緣導(dǎo)線代替裸線，則可以避免這種現(xiàn)象。

2.2投運(yùn)自動(dòng)重合閘的選用

電纜線路的故障難以恢復(fù)，且影響范圍很大，對(duì)于投運(yùn)自動(dòng)重合閘的選用要根據(jù)線路的實(shí)際需要而定。適合投運(yùn)自動(dòng)重合閘的是純架空線路，可以對(duì)其供電安全性進(jìn)行提高。不適合投運(yùn)自動(dòng)重合閘的有純電纜線路、電纜與架空絕緣導(dǎo)線混合線路（電纜長(zhǎng)度占線路總長(zhǎng)度40%或以上）、架空裸線與電纜混合線路（電纜長(zhǎng)度占線路總長(zhǎng)度50%或以上）。

2.3避雷器的選用和安裝

避雷器能夠提高10kV配電線路的防雷水平，減少跳閘事故的發(fā)生。然而工頻電壓會(huì)對(duì)無(wú)間隙避雷器產(chǎn)生長(zhǎng)期的影響，避雷器還要承受工頻續(xù)流和雷電過(guò)電壓的影響，往往出現(xiàn)老化甚至故障。避雷器的老化和故障會(huì)嚴(yán)重降低10kV配電線路的防雷水平，因此在避雷器的選用上以氧化鋅避雷器為宜，因此其具備免維修功能。

避雷器主要安裝于易遭受雷擊的線路段以及相應(yīng)配電設(shè)備，在安裝時(shí)要注意在雷擊事故的多發(fā)線路段、配電線路的分支處桿塔上必須安裝避雷器。此外相應(yīng)的配電設(shè)備例如柱上開(kāi)關(guān)、刀閘、配電變壓器上也要安裝。架空絕緣線路與電纜線路轉(zhuǎn)換處、T接線路處等也要安裝專(zhuān)門(mén)避雷器。

2.4并聯(lián)間隙絕緣子的采用

電弧和絕緣子的表面在雷擊閃絡(luò)時(shí)最好不要有直接接觸，然而操作過(guò)電壓如果超過(guò)了保護(hù)間隙的承受范圍則很容易造成事故。使用并聯(lián)間隙絕緣子，可以在放電時(shí)使并聯(lián)間隙先放電，對(duì)放電電弧根部進(jìn)行捕捉，將雷電導(dǎo)入地面，線路和絕緣子串都不會(huì)受到損壞。并聯(lián)間隙絕緣子的觀測(cè)可以直接使用肉眼觀測(cè)，對(duì)保護(hù)間隙的維護(hù)也比較便利。

2.5將10kV配電設(shè)備的接地電阻降低

接地電阻要根據(jù)配電變壓器的容量而定，容量小于100kVA則電阻小于10Ω，容量大于100kVA則電阻小于4Ω[4]。在柱上開(kāi)關(guān)和刀閘安裝避雷器的情況下或者在線路桿的易擊段，一般接地電阻不能超過(guò)4Ω。要降低接地電阻首先要建立在現(xiàn)場(chǎng)勘探和測(cè)量的基礎(chǔ)上，并經(jīng)過(guò)嚴(yán)格計(jì)算制定合適的措施。常見(jiàn)的降阻措施有兩種，一種是水平接地體，但是該方式年限不長(zhǎng)其易受腐蝕；另一種是施加降阻劑，降阻劑一般使用高效膨潤(rùn)土，施加于水平接地體的周?chē)?/p>

2.6過(guò)電壓保護(hù)器的使用

在架空線路中安裝過(guò)電壓保護(hù)器能夠有效的彌補(bǔ)其他防雷措施的不足，提高10kV配電線路的防雷水平。過(guò)電壓保護(hù)器能夠避免工頻續(xù)流高溫而導(dǎo)致的架空導(dǎo)線熔斷甚至跳閘的現(xiàn)象，這主要是由于在過(guò)零之前的較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，尖頂波電流的幅值較小，不會(huì)對(duì)架空導(dǎo)線帶來(lái)?yè)p害。當(dāng)前過(guò)電壓保護(hù)器的技術(shù)已經(jīng)基本成熟，可以投入使用。

3.結(jié)語(yǔ)

雷擊問(wèn)題造成的10kV配電線路的跳閘事件時(shí)有發(fā)生，給電力企業(yè)帶來(lái)巨大的損失，也影響了供電的穩(wěn)定性。然而雷擊事故并非不能避免，只要對(duì)相關(guān)的影響因素進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上采取有效的措施提高10kV配電線路的防雷水平，則可以對(duì)雷擊事故及其損失進(jìn)行有效的防范。

參考文獻(xiàn)：

[1] 彭榮.探討10kV配電線路中的防雷措施[J].沿海企業(yè)與科技.2013（04）

[2] 陳永輝.小議提高10kV配電線路防雷保護(hù)的措施[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息.2012（16）

[3] 吳小青.10kV架空絕緣導(dǎo)線防雷措施[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào).2011（19）

[4] 陳佳.10kV配電線路維護(hù)及防雷措施研究[J].技術(shù)與市場(chǎng).2011（02）