配電線路運行中的防雷措施應用

陳光銀

（國網四川省電力公司丹棱縣供電分公司，四川 眉山 620200）

0 引 言

配電線路設計采用絕緣體，主要是保證供電安全，同時降低故障發生的概率，但易受到雷擊。雷擊會導致配電線路運行障礙，不利于配電安全運行。為了解決這一問題，很多防雷措施被應用于配電線路。

1 配電線路防雷裝置的原理和雷擊原因

1.1 防雷裝置的原理

防雷技術是一項系統工程，包含外部防雷和內部防雷兩方面。外部防雷是對直擊雷的保護，主要是通過金屬桿、引下線、接地體系統將雷擊產生的雷電流導入地底[1]，從而將雷電均勻釋放，將絕大部分雷電能量直接導入大地，從而避免對線路的運行造成影響。內部保護是過電壓保護，作用是均衡系統電位，限制過電壓幅值。防雷技術的應用需要充分考慮當地的情況，綜合分析環境，保證防雷裝置的效果。配電線路的防雷技術主要有疏導式和堵塞式。疏導式是通過電流的釋放方式實現防雷，堵塞式是通過提升配電線路承受雷擊能力的方式實現防雷。防雷效果較好的措施主要包括采用防雷絕緣子、安裝帶間隙的氧化鋅避雷器、線路直連氧化鋅避雷器、全線路敷設架空地線、提高絕緣水平以及增大絕緣子閃絡路徑等[2]。需要說明的是，防雷措施的應用應該保證對正常線路運行沒有影響。

1.2 配電線路的雷擊原因

配電線路的雷擊原因有很多。首先，配電線路絕緣水平不高，是線路雷擊故障跳閘的重要原因。線路受到雷擊的過程中，通常會釋放雷電流。在雷電流釋放的過程中，雷電電壓值會持續升高，而部分老舊配電線路的絕緣水平不高，將造成絕緣子閃絡或擊穿而出現單相接地故障或相間接地跳閘故障，發生斷線、停電的情況，且在短時間內無法恢復到原有水平。這對電力線路的安全可靠運行影響嚴重，還會帶來較大的經濟損失。其次，防雷水平不足。目前，電力企業都已經采取措施防雷，但是部分老舊配電線路或設備還是沿用原有的避雷裝置，主要是閥式避雷器，效果并不理想，且并不適用于當前的線路。尤其是在部分農村地區，防雷措施不全面，出現雷擊會導致停電而造成嚴重損失。最后，防雷裝置安裝后，沒有完善后期檢修試驗工作。防雷裝置安裝后，需要檢修線路防雷裝置，主要包括接地電阻檢測，避雷器本體耐壓、泄露、局放試驗，連接點接觸良好、牢固檢查等，以保證防雷裝置能夠充分發揮作用。但是，有些檢修工作人員在配電線路檢修中，對線路避雷裝置檢查不力，致使防雷裝置無法發揮應用的作用。

2 配電線路運行中的防雷措施

隨著科技的不斷發展，防雷工作不斷完善，需要在配電線路運行中重視對新科技、新產品和新工藝的運用，從而不斷完善防雷工作。下面將分析配電線路運行中合理防雷措施的應用。

2.1 提升線路絕緣水平

提升線路絕緣水平，目的是堵塞雷電流。目前，部分老舊配電線路的絕緣水平不高，表現為絕緣子爬電距離路徑長度不足。所以，在配電線路建設設計方面，應該提升線路絕緣子的絕緣水平，改變絕緣子的型號，采用爬電距離路徑長、機械強度大的新型絕緣子，從而保證配電線路在雷雨大風等惡劣氣候環境下的可靠運行，提升用電安全。10 kV絕緣子按結構可選用柱式絕緣子和懸式絕緣子，按功能可選用防雷絕緣子和防污絕緣子。絕緣子型號根據導線類型、最大使用拉力、地區所處海拔和環境污穢等級進行選擇[3]。10 kV直線單桿宜選用爬電距離路徑長的線路柱式瓷絕緣子。10 kV直線雙桿宜選用2～3片交流懸式盤形防污瓷絕緣子串。10 kV耐張桿宜選用2～3片交流懸式盤形防污瓷絕緣子串。

2.2 采取多種措施防雷

2.2.1 采用防雷絕緣子

防雷絕緣子可用于直線桿和耐張桿。直線桿的防雷絕緣子在絕緣子兩端安裝放電金具和引弧金具組成放電間隙。放電金具內段導線若是絕緣導線時，絕緣導線應剝皮處理。架空絕緣線路宜3基安裝1處，多雷區應逐基安裝；架空裸線路一般不采用防雷絕緣子。耐張桿的防雷絕緣子在絕緣子兩端安裝放電金具和引弧金具組成放電間隙。耐張線夾內段導線若是絕緣導線時，絕緣導線應剝皮處理，每基耐張桿安裝1處。當雷電過電壓閃絡時，工頻短路電流將在放電金具與引弧金具之間燃燒，進而保護線路免受雷擊損傷。

2.2.2 安裝帶間隙的氧化鋅避雷器

避雷器與線路柱式瓷絕緣子并聯安裝。架空導線通過引弧環或引弧棒與避雷器頂端保持適當間隙，避雷器下端與絕緣子底部連接并與接地極相連。線路遭受雷擊時，防雷裝置伏秒特性低于線路絕緣子伏秒特性，串聯間隙優先放電，避雷器本體發揮作用，限制雷電過電壓幅值，并迅速切斷工頻續流，從而避免絕緣子閃絡或擊穿，保護導線的正常運行。架空絕緣線路應每基電桿安裝1處，架空裸線路宜7～8基安裝1處[4]。

2.2.3 線路直連氧化鋅避雷器

線路通過引線與氧化鋅避雷器連接，利用氧化鋅避雷器非線性電阻特性和快速阻斷工頻續流特性限制雷電過電壓。架空絕緣線路只能保護本桿設備，宜每基電桿安裝1處；架空裸線路7～8基安裝1處。

2.2.4 合理運用架空地線

架空地線架設于絕緣線路導線上方，能有效減少雷電直擊導線概率，降低雷電在導線上引起的雷電感應過電壓。架空地線對邊導線的保護角宜采用20°～30°，規格一般采用35 mm2鍍鋅鋼絞線，每基電桿應加1處接地[5]。架空地線保護方式適用于空曠地帶、封山育林地帶架空絕緣線路和架空裸線路導線的保護方式。10 kV配網線路進行避雷線設置，主要是提升防雷能力。若是出現高壓雷電，配電線路中的電壓和電流不會與外界產生電力共振，整個電力系統將處于一個平衡狀態。

2.2.5 降低桿塔接地電阻

桿塔接地電阻的大小也是配電線路免受雷擊的影響因素之一。所以，在雷電多發區域應該避免桿塔接地電阻過高，一般接地電阻不宜超過30 Ω[6]。桿塔工頻接地電阻值應根據桿塔所在地土壤接地電阻率進行校核。降低接地電阻的有效方法主要是增大接地帶的有效接觸面積、延長接地帶長度、增加接地極根數和深度以及換土等物理性降阻方式，不得使用化學類降阻劑。

3 對重要用電負荷需要重點防護

重要用電負荷線路容易受到雷擊時，需對重要用電負荷性質、所處的地域環境采取有針對性的防雷措施。重要用電負荷處于農村空曠區域時，宜進行避雷線路的搭建，主要采取屏蔽手段，實現分流的線路建設。重要用電負荷處于城市區域時，一般采用防雷絕緣子或線路直連氧化鋅避雷器的方式進行防雷。以上防雷措施經運行分析后，都取得了較好的效果。

4 結 論

綜上所述，配電線路設計中的防雷設計十分重要。線路防雷電設計主要是利用堵塞和疏導原理進行防雷。目前，配電線路設計中的防雷方法主要是采用防雷絕緣子、安裝避雷裝置、降低桿塔接地電阻以及合理運用架空避雷線等方式，以保證配電線路的安全運行。配電線路防雷裝置的安裝中，需要重視對周圍環境的了解分析。在充分了解周圍環境、雷區分布、氣候和天氣等因素后，再選擇合適的地點安裝防雷裝置。