10kV架空線路雷擊斷線的實用解決方案

白楓

摘要：10kV架空線路雷擊事故中，雷擊斷線事故是最為嚴重的事故之一。本文防雷方案采用以避雷線為主保護，防雷絕緣子或線路過電壓保護器為后備保護。通過架空地線、防雷絕緣子或線路過電壓保護器將直擊地線或繞擊、反擊導線的雷電流就地引入大地，減少雷電流影響范圍及雷電過電壓范圍，以解決線路防雷問題。

關鍵詞：10kV架空線路;雷擊斷線;防雷

引言

雷擊是造成10kV配電線路運行可靠性大幅下降的重要影響因素，通過對10kV配電線路進行防雷技術研究，減少配電設備雷擊和損壞率的措施有：更換絕緣子提高配電線路絕緣水平，以降低雷擊閃絡率;在絕緣薄弱點安裝避雷器進行防護;對10kV配電線路的設計采用自動追蹤消弧線圈的接地，以降低建弧率;裝設自動重合閘，使斷路器跳閘后能自動重合閘，提高配電線路耐雷水平。

1 10KV配電變壓器雷電防護標準

做好配電變壓器的雷電防護，降低變壓器遭雷擊損壞的風險，對配電網的安全、穩定運行有突出意義。按照GB/T50064-2014《交流電器裝置的過電壓保護和絕緣配合設計規范》的標準，雷電過電壓保護設計需要包含線路雷電繞擊、雷電侵入波過電壓保護等方面的設計，變電站的防雷設計，需要結合變電站的運行經驗、地形地貌、該區域現有配電線路以及雷電活動強度等情況，進行計算分析與技術經濟比較，遵循差異化原則，確定保護方案。對于10kV配電變壓器，目前我國廣泛采用Y或者Yn接線方式，按照設計規程的要求，除了高壓側裝設避雷器，完善的過電壓保護方案還應當在低壓側設計避雷器，且合理控制避雷器與變壓器的距離。在過電壓保護操作中，有不少配電變壓器的低壓側并沒有避雷器的保護，這無疑影響了雷電防護效果;而高低壓側均裝設避雷器的變壓器也并未擺脫雷擊損壞的威脅，由此可以看出，低壓側裝設避雷器的防護效果有效。從避雷器的安裝方法看，要確保雷電防護效果，避雷器應當盡量靠近變壓器，安裝在變壓器與高壓熔斷器之間，接線時宜采用“三位一體”的接地方法。實驗結果表明，避雷器與變壓器的距離越近，防護的效果越好。

2 10kV配電線路出現雷擊原因

雷擊主要指的是雷云之間或者通過雷云對于整個地面物體進行輻射放電的一種光學物理自然現象。當10kV配電線路穿越較高建筑物或其他物體時，這些較高的建筑物或其他物體最容易落雷，造成10kV配電線路直擊雷的發生。當10kV配電線路逾越河道、湖泊等空闊水體時，水體的導電性質使一條輸電線路上可能會有雷云快速聚集，并匯集大量束縛電荷，當雷云在地面上連續進行快速放電后，線路上的特殊束縛電荷被大量激發和迅速釋放，造成10kV配電線路感應雷的發生。當10kV配電線路遭遇直擊雷或發生感應雷，雷電波便沿著輸電線路進入變電站、配電所。如果沒有對線路進行防雷保護措施，將會直接造成變電站、配電所的電氣設備嚴重破壞，甚至可能造成重大人員傷亡。

3 10kV架空線路雷擊斷線的實用解決方案

3.1提高線路絕緣水平

為了有效地解決雷擊線路跳閘問題，可以采用加強線路絕緣的方式，這種方式的應用效果比較明顯，廣泛應用到了實際工程領域中。從具體實施上來看有兩個方面，其一是提高絕緣子數量;其二是利用架空絕緣導線、瓷橫擔等方式直接替換裸導線。相同條件線路雷擊絕緣能力水平相同條件下，采用瓷橫擔可以有效率地降低不同線路受到雷擊導致跳閘的概率。提高輸電線路的裸絕緣技術水平，可以提高線路在直擊雷和感應雷過電壓下的防雷性能。參照有關仿真實驗數據結果，增強絕緣性，有助于改善在兩種過電壓情況下的防雷效果。受到雷電過電壓的影響，耐雷水平與絕緣子片數存在正相關的關系，在建弧率降低之后有助于減小跳閘事故的發生。研究表明，絕緣子內片的數量直接影響到線路性能高低，一般可以通過線性關系進行描述，增加絕緣子有助于達到更高的耐雷水平，可以將跳閘率控制在較低的水平。

3.2科學的設置接地引下線

10KV配電變壓器的外殼和避雷器之間的引下線長度需要縮短，不然會導致電壓降增加。在當避雷器和電壓降因為雷擊而出現的電流疊加時，會給配電變壓器絕緣造成損傷。除此之外，還需要相關人員對接地引下線進行卡子的固定，這樣能夠保障接地引下線深扎在土壤中，結構穩定，與此同時，還需要針對接地極與接地引下線做好防腐蝕的技術處理，并強化接地極和接地引下線的表層抗腐蝕能力，這樣既能夠保障接地引下線的使用壽命，又能夠讓其泄流和導流的效果更穩定。

3.3優化配電網接地線保護技術

按照上述的農村配電網絡防雷接地保護設置

方法，接地線上的壓降會影響配電變壓器外殼的電位數值，大大提升電位，從而產生變壓器外殼低壓側逆向閃絡的情況。為了解決這一問題，技術人員可以將配電變壓器外殼與變壓器低壓側的中性點聯系起來，同時連接避雷器接地，實現三點相連，接入接地體，能夠有效提升低壓側電位，避免配電線路變壓器設備與低壓側外殼的閃絡情況，提升防雷接地保護的綜合性能。接地電阻產生的壓降，大部分會作用于低壓側繞組上，通過電磁感應調整高壓繞組的變壓比為25，控制高壓側兩端的沖擊電壓在625kV左右。考慮到高壓側出線安裝避雷器，且出線端電壓會受到避雷器限制的情況，其產生的沖擊高壓電壓會沿著高壓繞組分布，在尾端達到最高數值，擊穿中性點附近絕緣，甚至會擊穿高壓繞組層間絕緣體，從而損壞配電變壓器。為了解決這一問題，技術人員需要將配電變壓器設備安裝于高壓側，設置高壓避雷器;還需要設置低壓避雷器，裝設一組三只FS-0.22型避雷器，這樣低壓側避雷器不僅能夠在雷電經過低壓架空線路過程中起到避雷保護的作用，還能夠在雷電通過高壓架空線路時起到保護作用

結束語

本方案在雷直擊避雷線時，可將雷電流就地引入大地，不再燒灼導線。雷繞擊或反擊導線時，通過防雷絕緣子或線路過電壓保護器將雷電流就地引入大地，并減少線路斷路器雷擊跳閘概率。通過此兩道防護，減少10kV線路雷擊斷線或雷擊跳閘概率，提升電網安全穩定水平。

參考文獻

[1]張逸凡.電力變壓器雷擊故障診斷及對策[J].河南電力，2019（S2）：31-33.