10kV配電線路防雷措施研究

摘要：文章詳細(xì)介紹了雷害事故的基本特征及原因分析，介紹了直擊雷現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的防護(hù)方法，提出增強(qiáng)線路絕緣水平以降低線路閃絡(luò)概率，架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的防護(hù)措施，采用帶并聯(lián)間隙絕緣子與避雷器聯(lián)合對(duì)10kV配電線路進(jìn)行保護(hù)，完善10kV配電設(shè)備的防雷保護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：10kV配電線路；防雷措施；雷擊；避雷器；接地電阻

中圖分類號(hào)：TM862文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2012）30-0105-03

臺(tái)山地處沿海，10kV配電線路經(jīng)常受到雷害事故的影響，引起10kV配電線路接地或故障跳閘，造成線路停電，雷害對(duì)配電網(wǎng)的安全運(yùn)行造成極大危害，降低配電網(wǎng)的供電可靠性，嚴(yán)重影響用電客戶的辦公、生產(chǎn)、商業(yè)、生活用電。通常情況下，線路雷害事故除受直擊雷影響外，主要是由感應(yīng)雷過電壓引發(fā)，10kV配電線路絕緣水平直接影響配電線路的防雷水平，現(xiàn)有的10kV配電線路系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式多數(shù)采用的中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，是無法有效解決線路雷擊建弧率問題，相應(yīng)防雷措施不完善，造成10kV配電線路存有較為嚴(yán)峻的防雷形勢(shì)。結(jié)合10kV配電線路運(yùn)行與雷害發(fā)生情況，研究10kV配電線路的防雷保護(hù)措施具有重要的工程和實(shí)際意義。本文特意對(duì)雷災(zāi)的基本特征和原因做了詳細(xì)的介紹和分析，闡述雷害的防范措施，希望給供電同行提供一些參考。

110kV配電線路雷擊的基本特征及原因分析

1.1雷擊的基本常識(shí)

綜合各方面因素，配電線路通常架設(shè)在地形復(fù)雜的空曠地帶，非常容易遭受雷擊。配電線路遭受雷擊主要有兩種形式：其一是直擊雷，當(dāng)架空線路上方積聚大量靜電荷而該線路地下可能存在大量金屬等時(shí)，當(dāng)靜電荷積聚到一定程度時(shí)就瞬時(shí)向大地稍放，形成很大的沖擊電流，流過（擊中）導(dǎo)線、絕緣子等配電設(shè)備，從而燒斷導(dǎo)線，擊穿或擊爛絕緣子，這種情況在同一地點(diǎn)每年都會(huì)發(fā)生且每年發(fā)生不少于一次；其二是感應(yīng)雷，一旦地面發(fā)生雷擊，地表周圍的電力、電子設(shè)備就會(huì)產(chǎn)生包含有靜電份量、磁份和輻射份量的電磁感應(yīng)，并且相當(dāng)強(qiáng)烈，當(dāng)這些電磁感應(yīng)傳遞到線路中時(shí)，10kV線路上就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)過電壓。雷電流的大小、線路距雷電通道的遠(yuǎn)近、線路的懸掛高度等因素都會(huì)影響到線路上過電壓的幅值，一般情況下會(huì)達(dá)到10～400kV。

感應(yīng)過電壓如果大于80kV，即當(dāng)感應(yīng)過電壓與線路工頻電壓之和大于絕緣子50%的放電電壓時(shí)，10kV線路絕緣子會(huì)產(chǎn)生閃絡(luò)現(xiàn)象，導(dǎo)致線路短路、跳閘。據(jù)國外資料介紹，配電線路上雷擊占20%，感應(yīng)占80%（感應(yīng)過電壓的波頭長度為1～2ps，波尾長度為3～10ps，感應(yīng)過電壓波沿每相線路傳播。95%以上感應(yīng)雷的放電電流小于1kA，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于直擊雷電流）。因此，引起10kV線路跳閘的主要原因是感應(yīng)過電壓引起的。

1.2主要原因分析

從防雷水平的高低、防雷方案的選擇、防雷產(chǎn)品的選用到防雷裝置運(yùn)行維護(hù)全過程分析，引發(fā)雷擊災(zāi)害的原因主要有以下情況：配電網(wǎng)防雷設(shè)計(jì)針對(duì)性不強(qiáng)；運(yùn)行中仍有部分避雷器是閥式避雷器，天氣潮濕時(shí)，表面泄漏電流嚴(yán)重；有些避雷器和弱電設(shè)備與主地網(wǎng)（地極）共用，降低防雷質(zhì)量；接地網(wǎng)的接地電阻大于標(biāo)準(zhǔn)要求或接地網(wǎng)已腐蝕，引起雷擊后電壓反擊；運(yùn)行當(dāng)中沒有對(duì)配電網(wǎng)防雷設(shè)備開展預(yù)防性試驗(yàn)，個(gè)別防雷設(shè)備已失效，起不到防雷作用；防雷資金投入不足，防雷設(shè)備的改造能力落后；沒有對(duì)經(jīng)常遭受直擊雷雷擊的地點(diǎn)加裝防直擊雷的裝置；缺乏完善的管理工作，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)具體問題，致使防雷設(shè)施存在一些隱患。

210kV配電線路的一些防雷保護(hù)措施

2.1防范直擊雷的措施

針對(duì)直擊雷每次都是對(duì)同一地區(qū)放電，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，可以在10kV配電線路桿塔上安裝避雷針或消雷器，安裝消雷陣雨器防直擊雷效果最好。臺(tái)山供電局管轄下的10kV塔溫線水南支線17#桿，2005年前每年都遭受雷擊斷導(dǎo)線1～3次，2006年安裝了10kV線路避雷器后，導(dǎo)線沒有遭受雷擊斷線，但是避雷器遭受雷擊擊壞，2007年初安裝了半導(dǎo)體消雷器至今，該支線1#～30#桿導(dǎo)線沒有遭受雷擊斷線。2008年后臺(tái)山局在其他三回10kV配電線路經(jīng)常遭受雷擊斷導(dǎo)線的地方安裝了半導(dǎo)體消雷器，至今，這三回配電線路沒有發(fā)生導(dǎo)線遭受雷擊斷線現(xiàn)象。

2.2提高線路絕緣水平，降低10kV配電線路閃絡(luò)

概率

由于配電網(wǎng)絕緣水平低，當(dāng)線路中因雷電活動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)雷過電壓時(shí)，極易造成線路絕緣子閃絡(luò)等事故，可采取將裸導(dǎo)線更換成為絕緣導(dǎo)線、增加絕緣子片數(shù)、在導(dǎo)線與絕緣子之間增加絕緣皮、

更換絕緣子型號(hào)等方法提高線路絕緣水平。

2.3架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線防護(hù)措施

2.4采用間隙與避雷器配合對(duì)10kV配電線路進(jìn)行

保護(hù)

避雷器對(duì)于配電線路中的雷電過電壓的防護(hù)具有很好的效果，應(yīng)當(dāng)在配電線路中有選擇地安裝避雷器進(jìn)行保護(hù)；裝有間隙的絕緣子串放電有通絡(luò)和沿絡(luò)兩種情況，注意并聯(lián)間隙絕緣子的使用，保護(hù)間隙距離的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)在雷擊線路閃絡(luò)時(shí)可以捕捉電弧的根部，電弧應(yīng)盡量不接觸絕緣子表面。同時(shí)，可以使用穿刺式防弧金具及安裝線路過電壓保

護(hù)器。

2.5降低10kV配電設(shè)備的接地電阻

在配電線路中，降低接地電阻的方法主要有以下三種：一是增長水平接地體，通過該法達(dá)到目標(biāo)值要求較難；二是施加降阻劑進(jìn)行降阻，在水平接地體周圍施加長效降阻劑，對(duì)降低桿塔的接地電阻效果明顯，但隨降阻劑性能而影響壽命；三是采用垂直接地極，采用在防雷設(shè)備引下線最近處鉆深孔，在深孔中施加垂直接地極，利用深層土的低電阻率達(dá)到降低接地電阻，同時(shí)這種方法是防雷效果最好的。

2.6 10kV配電設(shè)備的防雷保護(hù)

對(duì)配變的防雷措施需按照三點(diǎn)共接一地的接地方法，在低壓側(cè)安裝低壓避雷器；柱上開關(guān)的兩側(cè)安裝避雷器；由于電纜分支箱的絕緣弱點(diǎn)和環(huán)網(wǎng)柜設(shè)備的絕緣弱點(diǎn)都在電纜分接頭處，所以為了保護(hù)電纜接頭，應(yīng)該在電纜接頭處也安裝避雷器。

2.7加強(qiáng)配電設(shè)備接地網(wǎng)施工和維護(hù)

接地網(wǎng)是隱蔽工程，為了確保接地網(wǎng)能迅速釋放強(qiáng)大的雷電流，則接地網(wǎng)必須從設(shè)計(jì)抓起，將接地極整組焊接好然后再進(jìn)行熱鍍鋅，確保焊口質(zhì)量，加強(qiáng)防腐作用，同時(shí)也避免了施工時(shí)人為因素的影響。另每年宜在冬季對(duì)接地網(wǎng)的接地電阻進(jìn)行測(cè)量，確保接地電阻符合要求。

3結(jié)語

供電企業(yè)在分析10kV配電線路防雷效果時(shí)，要從防雷措施的選用和維護(hù)管理方面去進(jìn)行，防雷方案、設(shè)備選擇是先天性，是主因，沒有按期對(duì)防雷設(shè)備或裝置進(jìn)行試驗(yàn)和維護(hù)是后天性，也十分重要，是確保優(yōu)良防雷設(shè)備是否仍處于優(yōu)良狀態(tài)。本文通過深入研究10kV配電線路防雷措施，可以讓供電企業(yè)了解防雷措施的選用和維護(hù)管理的重

要性。

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作者簡(jiǎn)介：容瑞章（1965-），男，廣東臺(tái)山人，廣東電網(wǎng)公司江門臺(tái)山供電局工程師，技師，注冊(cè)安全工程師，研究方向：立體地網(wǎng)設(shè)計(jì)和測(cè)量、配電網(wǎng)運(yùn)行管理和防雷。

（責(zé)任編輯：文森）