10kV架空配電線路防雷研究

趙國全/廣東電網有限責任公司

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10kV架空配電線路防雷研究

趙國全/廣東電網有限責任公司

【摘 要】10kV架空配電線路的安全運行一直以來在電網中占據著舉足輕重的地位。由于10kV架空配電線路供電面積大、負荷點多而分散、網絡接線較為復雜、且絕緣水平較低，因此，受雷擊發(fā)生絕緣子擊穿、線路開關損壞和燒斷導線等事故頻繁發(fā)生，隨著我國電網負荷的日益增加，所帶來的影響更為突顯。對10kV架空配電線路的防雷保護，不但可以提高供電的可靠性和安全性，也給人民群眾的正常生產生活用電帶來基本保障。基于以上理由，對10kV架空配電線路的防雷研究，顯得十分必要。

【關鍵詞】防雷；雷擊閃絡；建弧率；自動重合閘

1.10KV架空配電線路防雷存在的問題

1.1感應雷過電壓對10kV架空配電線路的影響

根據直擊雷的放電機理，直擊雷一次只能襲擊一、兩處小范圍的目標，而一次雷閃擊卻可以在較大范圍內的多個局部同時激發(fā)感應雷的過電壓現(xiàn)象，并且這種感應高電壓可以通過電力線傳輸到很遠致使雷害范圍擴大，因此，感應雷過電壓導致的故障比例超過90%，遠大于直擊雷。感應雷過電壓主要是針對架空線路作用，由于城市高層建筑可對配電線路起到屏蔽作用，因此10kV架空配電線路的防雷保護主要針對城鄉(xiāng)結合地區(qū)。

1.2四會市大沙鎮(zhèn)10kV架空配電線路的雷擊跳閘現(xiàn)狀

肇慶四會市大沙鎮(zhèn)位于廣東中部，每年5至8月雷雨季節(jié)，線路跳閘次數多，重合成功率低，不但損壞設備，還造成搶修工作量的急劇增加。

根據統(tǒng)計，2015年四會市大沙供電所營業(yè)區(qū)10kV線路雷擊跳閘次數偏多，且重合成功率不高。為了減少雷擊跳閘次數，提高重合成功率，提出以下幾點防雷措施。

2.10KV架空配電線路的防雷措施

2.1減少直擊雷次數

采用避雷線可以防直擊雷、限制感應過電壓幅值、并在擊桿時分流。但是由于線路絕緣水平較低，直擊雷易造成反擊，且采用避雷線線路投資大而供電可靠性低，因此，對于10kV架空配電線路一般不全線架設避雷線，只在經常發(fā)生雷擊故障的桿塔和線路處架設。

采用避雷針引雷。由于肇慶市雷擊率偏高，對于高桿塔、鐵橫擔、終端桿等絕緣較薄弱的地方可加裝避雷針構成引雷塔用以引雷，從而減少10kV架空配電線路的雷擊次數。需要提到的是，與普通避雷針相比，采用新型避雷針:如NCL無暈接閃器（無暈避雷針），在直流高壓電場下無電暈電流，且接閃次數可以大大提高。

2.2降低雷擊閃絡率

提高配電線路絕緣水平。造成絕緣子閃絡的因素，除了絕緣子放電電壓水平外，還與絕緣子的日常運行維護有很大關系。大沙鎮(zhèn)作為工業(yè)區(qū)，是四會市經濟發(fā)展的主力軍，在整個四會市是重污穢地區(qū)。在雨季，當線路遭受雷害時，加在絕緣子上的電壓可達到幾百千伏。一旦絕緣子表面“積污、受潮、且有電場作用”三個條件同時滿足，極易發(fā)生污閃，而由污閃造成的線路跳閘一旦發(fā)生，往往不能依靠重合閘迅速恢復供電，還可能造成導線斷線事故。污閃事故的事故范圍廣、處理時間長、停電損失大，對配電線路故障巡視、搶修人員的搶修處理造成了極大的工作量。為此，對于經過污穢地區(qū)（工業(yè)污穢）的架空線路，除了加強運行維護，做好絕緣子的定期清掃和測試工作外，還應當提高配電線路絕緣水平，降低雷擊閃絡率。提高配電線路絕緣水平的方法主要有下：（1）裝有鐵橫擔的鋼筋混凝土桿線路，全部采用高一級額定電壓的絕緣子。（2）在10kV線路直線桿上，采用不易擊穿老化、抗污閃能力強的瓷橫擔絕緣子。（3）將裸導線換成架空絕緣導線。但是，由于架空裸導線的斷線故障率明顯低于絕緣導線，因此，四會市大沙鎮(zhèn)的架空導線構成以裸導線為主，絕緣導線為輔。為了在提高線路絕緣水平的同時降低斷線故障率，可將防弧金具安裝到線路絕緣子附近的絕緣導線上，將閃絡現(xiàn)象控制在防弧金具和絕緣層之間，以避免線路絕緣導線被燒毀。

安裝金屬氧化物避雷器。配電線路上的柱上斷路器和負荷開關等設備應裝設金屬氧化物避雷器；對經常開路運行又帶有電壓的柱上斷路器和負荷開關的兩側，也應裝設金屬氧化物避雷器。氧化鋅避雷器閥片具有優(yōu)良的非線性特性和通流能力，且體積小、重量輕、便于安裝。安裝了此類線路避雷器的饋線，能夠有效降低絕緣導線雷擊斷線率和雷擊跳閘率。

安裝具有防雷間隙的防雷絕緣子 。防雷間隙具有引弧作用，可避免絕緣子燒傷，解決絕緣導線的雷擊損傷和雷擊斷線問題，提高重合閘的重合成功率。由于加強絕緣、安裝線路避雷器具有一定的局限性，因此將這種結構簡單、維護方便的保護間隙安裝在絕緣子串兩端，與自動重合閘配合使用，可以在對用戶不間斷供電的情況下將雷電流及時接地。如防雷絕緣子耐張線夾串、防雷支柱絕緣子、復合橫擔防雷絕緣子。

2.3降低建弧率

采取合適的中性點運行方式降低建弧率。降低建弧率的最重要措施之一是改變接地電弧通道，在純架空配電線路中采用中性點經消弧線圈接地的方式，可以促使接地電弧快速熄滅。

2.4采用自動重合閘

采用自動重合閘或自重合熔斷器。作為輔助防雷措施，以減少雷擊線路絕緣子時，發(fā)生閃絡的停電事故。架空線路中，因為雷擊造成的跳閘，大部分是由于瞬時故障引起的，故障消失后，自動重合閘可使線路重新恢復運行，提高線路的供電可靠率。

3.總結

10kV架空配電線路在城市電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用，通過文章的分析，得出了幾種有效防雷措施：如采用避雷線、新型避雷針、提高配電線路絕緣水平、安裝金屬氧化物避雷器、防雷間隙、采取合適的中性點運行方式、采用自動重合閘或自重合熔斷器裝置。在防雷措施的選取上，應根據不同線路的雷擊受損程度，有重點地進行布防，以提高10kV架空配電線路的整體耐雷水平。

參考文獻：

［1］章偉.10kV架空配電線路防雷措施研究與應用［D］.上海交通大學，2012.

［2］張緯鈸.過電壓防護及絕緣配合.北京：清華大學出版社，2002.

［3］王茂成，呂永麗，鄒洪英.10kV絕緣導線雷擊斷線機理分析和防治措施.高電壓技術，2007.