架空絕緣配電線路防雷保護(hù)措施的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

摘要 針對(duì)幾種常用的架空絕緣配電線路防雷技術(shù)措施，展開了比較詳細(xì)的討論，進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。強(qiáng)調(diào)指出，在確定架空絕緣配電線路防雷技術(shù)措施時(shí)，必須綜合考慮影響線路耐雷水平的各個(gè)因素。特別強(qiáng)調(diào)的是，充分降低接地電阻，完善防雷接地裝置，尤為重要。

關(guān)鍵詞 架空絕緣配電線路 防雷技術(shù) 接地電阻

0 引言

隴南供電公司管轄的電網(wǎng)地處甘肅省南部，區(qū)內(nèi)崇山峻嶺延綿不斷，年平均雷暴日在20-60天之間，屬于多雷地區(qū)。隨著城市電網(wǎng)與農(nóng)村電網(wǎng)的大規(guī)模建設(shè)與改造，架空絕緣配電線路遭受雷擊斷線和絕緣子擊穿事故日益增多。筆者認(rèn)為有必要對(duì)于幾種常用的架空絕緣配電線路防雷技術(shù)措施展開分析討論。

1 雷電過(guò)電壓基本概念

(1)直擊雷過(guò)電壓。帶有強(qiáng)烈靜電電荷的雷云對(duì)地放電過(guò)程中，如果直接擊中的地面物體是電氣設(shè)備或輸配電線路，就會(huì)使設(shè)備或線路遭受直擊雷過(guò)電壓。這種直擊雷過(guò)電壓可以達(dá)到數(shù)千千伏或者數(shù)萬(wàn)千伏，雷電流可以達(dá)到數(shù)百千安，嚴(yán)重危害供電系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

(2)感應(yīng)雷過(guò)電壓。輸配電線路上受雷云感應(yīng)的束縛電荷，在雷云對(duì)地放電過(guò)程中導(dǎo)線上的束縛電荷沿著導(dǎo)線向兩側(cè)迅速運(yùn)動(dòng)，形成感應(yīng)過(guò)電壓。感應(yīng)雷過(guò)電壓與雷電流大小和導(dǎo)線懸掛高度成正比，和雷擊點(diǎn)與導(dǎo)線距離成反比。感應(yīng)雷過(guò)電壓雖然比直擊雷過(guò)電壓低，但是最高也可以達(dá)到300-400kV。

2 幾種常用的架空絕緣線路防雷技術(shù)措施

2.1 架設(shè)架空避雷線

傳統(tǒng)方法采用架空避雷線的屏蔽來(lái)保護(hù)架空絕緣配電線路，其感應(yīng)電壓可降至1／(1－k)(k為避雷線、導(dǎo)線間的耦合系統(tǒng)與沖擊系數(shù)之積)。此法優(yōu)點(diǎn)是能較好防止直擊雷且免維護(hù)。缺點(diǎn)是防止繞擊雷效果不理想，且容易形成線路反擊，綜合投資成本最高，約8000元／km。

2.2 安裝金屬氧化物避雷器(MOA)

金屬氧化物避雷器(Metal Oxide Arrester)，縮寫為MOA，也稱為氧化鋅避雷器，可有效地截?cái)喙ゎl續(xù)流，限制雷電過(guò)電壓和配電線路的感應(yīng)過(guò)電壓。優(yōu)點(diǎn)是限制雷電過(guò)電壓效果較好。缺點(diǎn)是：

(1)保護(hù)范圍較小。

(2)安裝時(shí)必須剝開導(dǎo)線絕緣層，有可能引起絕緣導(dǎo)線線芯進(jìn)水，導(dǎo)致導(dǎo)線弧垂處發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引發(fā)導(dǎo)線斷裂。

(3)由于氧化鋅避雷器(MOA)在運(yùn)行期間，長(zhǎng)期承受工頻電壓，容易引起閥片老化，因此要注意維護(hù)檢修工作。如果全線路裝設(shè)，投資成本較大，約6000元／km。如果只在線路上雷電易發(fā)處裝設(shè)，則投資成本較低。

2.3 采用線路過(guò)電壓保護(hù)器

線路過(guò)電壓保護(hù)器吸收國(guó)外采用的限流消弧圈的工作原理，通過(guò)限流元件能夠快速切斷工頻續(xù)流，可有效限制雷電過(guò)電壓，不需要斷路器跳閘來(lái)滅弧，不會(huì)造成供電中斷或影響供電質(zhì)量。

優(yōu)點(diǎn)：

(1)可有效限制雷電過(guò)電壓，防止雷擊斷線事故，降低雷擊跳閘概率。

(2)平時(shí)不承受運(yùn)行工頻電壓，使用壽命長(zhǎng)，可免維護(hù)。

(3)安裝方便，不用剝開導(dǎo)線絕緣層。

缺點(diǎn)：只能防護(hù)擊穿絕緣導(dǎo)線的雷擊過(guò)電壓，對(duì)于其他類型的過(guò)電壓則不能起到防護(hù)作用，需用導(dǎo)線終端或電氣設(shè)備附近的金屬氧化物避雷器(MOA)來(lái)限制。綜合投資成本約6000元／km。

2.4 安裝電導(dǎo)型放電絕緣子

安裝電導(dǎo)型放電絕緣子，就是在絕緣導(dǎo)線固定處，剝開絕緣層，加裝引弧放電間隙及特殊設(shè)施的金屬線夾。雷電閃絡(luò)引發(fā)的工頻續(xù)流，將會(huì)在該金屬線夾上引起燃弧而導(dǎo)致線路斷路器跳閘，從而起到避免燒傷絕緣子和保護(hù)導(dǎo)線的作用。

優(yōu)點(diǎn)：安裝方便，可免維護(hù)。

缺點(diǎn)：安裝時(shí)必須剝開導(dǎo)線絕緣層。

2.5 關(guān)于防雷接地裝置

(1)配電變壓器的接地電阻

按照SD292—88《架空配電線路及設(shè)備運(yùn)行規(guī)程》規(guī)定，總?cè)萘繛?00kVA及以上的變壓器其接地裝置的接地電阻不應(yīng)大于4，每個(gè)重復(fù)接地裝置的接地電阻不應(yīng)大于10；總?cè)萘繛?00kVA以下的變壓器，其接地裝置的接地電阻不應(yīng)大于10，且重復(fù)接地不應(yīng)少于3處。

(2)柱上開關(guān)，隔離開關(guān)和熔斷器的防雷裝置，其接地裝置的接地電阻，不應(yīng)大于10。

(3)降低桿塔接地電阻是提高線路耐雷電水平的有效措施。有避雷線的配電線路，其桿塔接地電阻不宜大。

(4)對(duì)于土壤電阻率較低的地區(qū)，應(yīng)該充分利用桿塔的自然接地電阻。采用與線路平行的地中伸長(zhǎng)地線的辦法，可以因其與導(dǎo)線之間的耦合作用而降低絕緣子串上的電壓，從而使線路的耐雷電水平得以提高。

3 結(jié)論

(1)前面所述4種防雷技術(shù)，互有優(yōu)劣。其中采用架空避雷線、金屬氧化物避雷器、線路過(guò)電壓保護(hù)器3種技術(shù)，在隴南供電公司所屬架空絕緣配電線路中都已普遍應(yīng)用。值得一提的是，線路過(guò)電壓保護(hù)器的防雷效果是穩(wěn)定和顯著的。

(2)在確定架空絕緣配電線路的防雷方式時(shí)，應(yīng)該全面考慮線路的重要程度、系統(tǒng)運(yùn)行方式、地形地貌特點(diǎn)、土壤電阻率的高低、線路經(jīng)過(guò)地區(qū)雷電活動(dòng)的強(qiáng)弱等因素。特別強(qiáng)調(diào)的是首先必須充分降低接地電阻，完善防雷接地裝置，以有效地導(dǎo)泄雷電流，消除過(guò)電壓對(duì)于設(shè)備的危害。