10 kV配電線路防雷分析與海寧地區防雷討論

汪小丁

（國網浙江省電力有限公司海寧市供電公司，浙江 海寧 314400）

雷擊災害每年都會發生，不僅會造成人員傷亡、巨大破壞、起火爆炸，特別是迎峰度夏時節，電網負荷重，線路壓力大，給工業的生產運行帶來了隱患，降低了居民用電穩定性。社會對于供電服務水平要求不斷提高，這就需要電網公司提高供電可靠性指標，從故障發生和故障搶修兩方面對時戶數指標嚴加管控，本文從源頭即故障產生探討10 kV配電線路的防雷的必要性和可行性。

1 常用的防雷措施

1.1 采用絕緣導線

雷電對輸電線路安全運行危害極大，線路絕緣性較差是我國配電線路容易遭受雷擊的主要原因。我國幅員遼闊，電網密布，造成配電網鋪設運營成本大，城市邊緣地區架空線常使用裸導線，雖然有效地節省了成本，但是大大提高了感應雷擊放電風險，容易發生絕緣子閃絡。在城區等重點供電區域內有效利用絕緣導線的方法能夠減少雷擊，從而提高供電系統的安全可靠性，有效地對10 kV配電線路進行防雷保護。

在建立一線一檔數據庫后可以參考線路負荷分布將部分重要區域更換為絕緣導線，依據具體情況來安裝放電線夾，一般是安裝在針式絕緣子的負荷側，達到降低線路閃絡頻率的目的。

1.2 避雷絕緣子

瓷瓶廣泛應用于20 kV以下的配電線路中，在線路中易受到風力等自然因素影響與導線發生磨損，特別是在雷雨天氣中受潮后導致絕緣性下降，遇到感應雷過電壓后絕緣子溫度驟升破裂，最后導致導線掉落斷電。

日常工作中發現，對絕緣子的損害一般有：（1）線路上多次遭受雷擊過電壓沖擊后瓷瓶內部釉質損傷，導致頭部發生斷裂；（2）絕緣子在大風雨雪天氣中承受過大的機械力，導致絕緣子鋼腳位置有裂縫，產生零值絕緣子，雷擊時瞬時大量的電弧將絕緣子炸裂。通過并聯間隙絕緣子或者在絕緣子串的兩端安裝間隙防雷裝置都可以有效地進行優化。

現在一般采用復合式絕緣子，在絕緣導線位置增加一層絕緣橡膠皮幫助線路改善絕緣性能，有利于防雷工作的開展，工程上驗收時要保證絕緣子雷電沖擊耐受電壓與線路絕緣等級配合，選擇和使用應滿足規程規定。

1.3 加裝線路避雷器

一般選用無間隙或帶電可卸式無間隙金屬氧化物避雷器，首選性能可靠、定向射出、帶金屬外殼脫離器的，以免無間隙金屬氧化物避雷器損壞時造成持續性接地故障，中斷供電。強雷暴區設備宜選用大通流無間隙金屬氧化物避雷器，必要時可將無間隙金屬氧化物避雷器標稱雷電放電電流由5 kA提高到10 kV。

1.4 采用架空地線

實際應用中，由于架空地線投資少，易于安裝維護，我們經常采用架空地線的方法實現對感應過電壓閃絡率的控制。當然，架設架空地線時還須要考慮地線的位置、與運行線路之間的間距。地線與線路之間距離與發生絕緣閃絡時電壓幅值成反比；當地線與導線距離相同時，位于導線上方的地線擁有更顯著的抑制效果。所以實際架設時要將地線架設在導線上方并在符合安規規定的條件下盡可能縮小兩者距離。

1.5 合理運用自動重合閘

10 kV配電線路往往相對復雜，一旦發生雷擊故障，通常需要花費大量搶修時間修復，很多情況下，雷擊產生的故障只是一小段區域，如果直接拉斷，不僅影響用戶變多，同時也可能產生額外的搶修任務，造成客戶投訴，不符合國網公司高效優質供電的要求。可以通過架空干線上某些重要分支熔斷位置前安裝“三遙”開關來提高線路的安全性能，雷擊產生高頻電弧時，繼電保護動作暫時切除短路部分線路，有效防止越級跳閘，自動隔離出最小的故障區域，同時具有高精度的時間控制，能在設定時間后待電弧自動熄滅后重合，這樣絕大多數情況下可以防護感應過電壓造成的瞬時電弧，重合后線路將繼續供電，通過增強自愈性減少了短時故障造成停電幾率，提高了供電的安全性和可靠性，對于重點敏感用戶和單電源放射性供電的用戶十分重要。

2 海寧地區地貌特征

由于10 kV架空配電線路桿塔尺寸、結構以及絕緣水平低下等特征，線路遭受雷擊發生跳閘事故受地形地貌因素的影響較大。海寧市地形地貌基本屬于平原和沿海地區。不同地區地貌的土壤電阻不同，這也在一定程度上影響到雷擊產生的對地電流大小，因此要根據海寧的地貌特征進行特殊的接地網改造。

在實際施工中一般考慮將接地裝置的埋設深度加大或者降低桿塔的接地電阻的方式來優化接地網，作為沿海地區土壤中濕度較高，同時周邊地區的工業較為發達，經常有人為產生的酸堿地，對接地網的腐蝕程度較高。參考10 kV荊山線進行分析，這條線路是海寧西部重要的配電線路，2018年共發生多起雷擊故障。現場線路巡線發現主要是瓷瓶遭雷擊損壞，而且都發生在線路后半段，即鹽倉開發區的化工廠附近。

為了進一步驗證頻繁雷擊原因，對線路進行了多次接地電阻實驗，具體數據如表1所示。

表1 海寧10 kV荊山線接地電阻實驗

對于30～56#桿接地電阻測試得出其接地電阻大多大于0.5Ω，屬于不合格的接地電阻范圍。于是我們對接地體進行開挖檢查，發現接地體腐蝕嚴重。

查閱規程知道10 kV線路接地體接地電阻必須小于0.5Ω，而接地電阻超標就造成了避雷裝置不能有效釋放雷擊電流，使得線路電壓過高導致設備擊穿。現場勘察了解到當地的化工廠較多，土壤、空氣的腐蝕性較強，是導致接地體過度腐蝕的主要原因。為了優化營商環境，給工廠更加穩定的供電，對于20#～58#桿的接地體部分進行開挖更換，增加水平接地體同時在表面涂抹一層降阻劑，同時在該段線路上加裝線路避雷器以增加線路的防雷保護，之后進行測試大多接地電阻在0.5Ω以下，防雷效果大大提高。

3 結束語

本文就10 kV配電線路雷擊事件進行分析與研究，針對10 kV配電線路電氣特點，絕緣條件后，希望在考慮到實際運行的情況以及各種符合當地地形地貌的條件對于配電線路的防雷運行情況做一點地探討，提出了幾點具體的防雷措施和手段。