對(duì)做好10kV配電線路防雷措施的幾點(diǎn)體會(huì)

[摘要]隨著電力設(shè)施建設(shè)不斷完善及對(duì)供電可靠性要求的不斷提高，停電事件必須嚴(yán)格控制，因此1OkV配電線路的防雷工作顯得特別重要。以下文章分析了配電線路雷擊現(xiàn)象及危害，并提出了相關(guān)的防雷技術(shù)措施。

[關(guān)鍵詞]1OkV配電線路；主要原因；防雷措施

前言

據(jù)電網(wǎng)故障分類(lèi)統(tǒng)計(jì)表明，在配電線路運(yùn)行的總跳閘次數(shù)中，由于雷擊引起的跳閘次數(shù)約占總跳閘次數(shù)的70％～80％，尤其在多雷、土壤電阻率高、地形復(fù)雜、檔距大的地區(qū)，雷擊配電線路引起的故障率更高。10kV配電線路是配電網(wǎng)的重要組成部分，其分布廣、絕緣水平低，連接著變電站和眾多用戶(hù)，在雷雨季節(jié)，經(jīng)常因雷害事故導(dǎo)致配電設(shè)備和用戶(hù)設(shè)備的損壞，造成大面積停電，嚴(yán)重的情況下甚至造成人身傷亡，給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)?yè)p失。研究10kV配電線路防雷措施，提高線路耐雷水平，降低雷擊跳閘率，減少配電設(shè)備雷擊損壞率，確保配電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。

1、分析1OkV線路雷擊過(guò)電壓的主要特征

如果地面發(fā)生雷擊，地表周?chē)碾娏?、電子設(shè)備就會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)烈的電磁感應(yīng)，包含有靜電份量、磁份量和輻射份量，當(dāng)這些電磁感應(yīng)傳遞到線路中時(shí)，10kV線路上便產(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓。線路上過(guò)電壓的幅值與雷電流的大小、線路距雷電通道的遠(yuǎn)近、線路的懸掛高度因素有關(guān)，通常情況下達(dá)到10kV一400kV。如果感應(yīng)過(guò)電壓大于80kV，就是當(dāng)感應(yīng)過(guò)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線路絕緣子即會(huì)產(chǎn)生閃絡(luò)，會(huì)導(dǎo)致線路短路、跳閘。因此，引起10kv線路的跳閘情況，基本上都是因?yàn)楦袘?yīng)過(guò)電壓引起的。如果我們把感應(yīng)高電壓的數(shù)值降低到電力絕緣下限以下，就能降低10kV線路的跳閘情況，整個(gè)電力系統(tǒng)的供電可靠性也能得到提高。

2、雷害事故的原因分析

通過(guò)檢查首先發(fā)現(xiàn)，10kV配電網(wǎng)的防雷設(shè)施有很多缺陷，還有大多數(shù)的配電設(shè)備沒(méi)有按規(guī)定安裝防雷裝置，也有一部分10kV線路設(shè)備的設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮到防雷措施的安全運(yùn)行，以及沒(méi)有根據(jù)地區(qū)特點(diǎn)實(shí)行有針對(duì)性的防雷措施；有部分避雷器采用閥式避雷器；其次，有些避雷器和弱電設(shè)備與主地網(wǎng)(地極)共用，防雷質(zhì)量嚴(yán)重低下。根據(jù)抽樣檢查的報(bào)告，發(fā)現(xiàn)多組地極的接地電阻大于標(biāo)準(zhǔn)要求，還有的配變站的通訊線路實(shí)行架空引入。由此可見(jiàn)，我國(guó)的總體防雷規(guī)劃嚴(yán)重不足，所以，我們應(yīng)該根據(jù)地區(qū)特點(diǎn)，建設(shè)有針對(duì)性、質(zhì)量上乘的防雷設(shè)施。由于雷電引發(fā)的電力系統(tǒng)故障市場(chǎng)發(fā)生，雖然國(guó)家不斷對(duì)防雷設(shè)計(jì)加強(qiáng)建設(shè)并進(jìn)行改造，但始終沒(méi)有很明顯的效果。

究其主要原因，是因?yàn)闆](méi)有根據(jù)地區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)的安排，查看過(guò)相關(guān)資料后，不難看出，一地段發(fā)生的直擊雷，雖然該地區(qū)安裝了防雷器和防雷設(shè)施，但作用不大，并沒(méi)有有效地解決問(wèn)題，配電網(wǎng)的防雷技術(shù)還需要不斷提高。從總體上看，我國(guó)的整體防雷資金投入不足，防雷設(shè)備的改造能力落后，也沒(méi)有完善相關(guān)的管理工作，10kV配電網(wǎng)防雷設(shè)備的管理工作都流于形式，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)中出現(xiàn)的具體問(wèn)題，造成防雷設(shè)施有較多的隱患。同時(shí)，對(duì)配電網(wǎng)防雷設(shè)備未按預(yù)防性試驗(yàn)的要求開(kāi)展預(yù)防性試驗(yàn)工作，由于沒(méi)有按期進(jìn)行試驗(yàn)工作，工作人員對(duì)防雷設(shè)施的具體晴況很難掌握，這也是出現(xiàn)雷害隱患的原因之一。

3、l0kV線路配電裝置的防雷措施

防雷工作的重點(diǎn)應(yīng)主要放在：(1)確定配電線路雷電事故的影響范圍；(2)確定防雷保護(hù)的程度；(3)制定各種防雷措施。

l0kV配電線路桿塔較低，其防雷措施介紹如下：

3.1 終端桿塔防雷。根據(jù)雷電流陡波的折射與反射的原理，線路末端斷開(kāi)時(shí)反射波等于入射波，當(dāng)波到達(dá)開(kāi)路末端時(shí)全部磁場(chǎng)能量將轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶帕慷闺妷荷仙齦倍，因此在線路末端必須要安裝避雷器。

3.2 同塔多回路架設(shè)的線路防雷。同塔多回路架設(shè)的線路由于采用相同的絕緣水平，建議在多回路線路適當(dāng)位置加裝避雷器。同時(shí)，為避免雷擊時(shí)對(duì)相鄰線路造成反擊，宜采用不平衡絕緣方式。當(dāng)同塔架設(shè)的多回路線路選擇一回路絕緣子的耐壓比其他回路低些時(shí)，雷擊時(shí)絕緣子耐壓低的線路時(shí)會(huì)先閃絡(luò)，閃絡(luò)后相當(dāng)于地線，從而增加了對(duì)其他回路的耦合，提高了耐雷水平。

3.3 架空絕緣導(dǎo)線防雷。架空絕緣導(dǎo)線線路遭受雷擊后，直擊雷過(guò)電壓或感應(yīng)過(guò)電壓作用于導(dǎo)線，引起絕緣子閃絡(luò)并擊穿導(dǎo)線絕緣層。由于被擊穿的絕緣層呈針孔狀，接續(xù)的工頻短路電流電弧受周?chē)^緣的阻隔，弧根只能在針孔處燃燒，在極短的時(shí)間內(nèi)導(dǎo)線就會(huì)被整齊地?zé)龜?。事?shí)顯示，架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線大部分發(fā)生在絕緣子與導(dǎo)線固定處，且都是整齊被燒斷的。

防范架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的方法主要有堵塞和疏導(dǎo)兩種。堵塞就是阻止雷擊閃絡(luò)后工頻續(xù)流起?。菏鑼?dǎo)就是將絕緣子附近的絕緣導(dǎo)線局部裸線化，使工頻電弧弧根轉(zhuǎn)移，從而保護(hù)導(dǎo)線免于燒傷。

3.4 兩條線路交叉跨越防雷。當(dāng)兩條線路交叉跨越時(shí)且上面一條線路受雷擊時(shí)，可能會(huì)擊穿空間造成兩條線路同時(shí)跳閘。另一種情況，當(dāng)10kV線路跨越110kV以上線路時(shí)，由于110kV線路易受雷擊產(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓，對(duì)10kV線路放電而引起其跳閘。

由于交叉處存在空氣間隙，其沖擊絕緣強(qiáng)度低于各線路對(duì)地的沖擊絕緣強(qiáng)度。如果交叉處或附近受雷擊時(shí)，可能使交叉處的空氣間隙擊穿，致使兩條相互交叉的線路同時(shí)跳閘。若交叉點(diǎn)距最近桿塔的距離超過(guò)40m時(shí)，建議在距交叉點(diǎn)最近端的桿塔上加裝避雷器。另外，線路交叉檔兩端的絕緣不應(yīng)低于其鄰檔的絕緣。交叉點(diǎn)應(yīng)盡量靠近上下方線路的桿塔，以降低雷擊交叉檔時(shí)交叉點(diǎn)上的過(guò)電壓。10kV線路之間應(yīng)盡量避免交叉跨越，同級(jí)電壓線路相互交叉或與較低電壓等級(jí)線路及通信線路交叉時(shí)的交叉垂直距離不得小于表1所列的數(shù)值。

3.5 架空線路與電纜線路的連接防雷。電力電纜應(yīng)根據(jù)其本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和與其他電氣設(shè)施連接的要求，按照不同電壓等級(jí)采取不同的防雷方法。當(dāng)與架空線連接時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范和運(yùn)行規(guī)程的要求，所有的戶(hù)外電纜頭處都要裝設(shè)避雷器，電纜屏蔽層在兩側(cè)要可靠接地。運(yùn)行維護(hù)中應(yīng)保持防雷裝置的有效接地。

3.6 配變臺(tái)架防雷。為防止由于變壓器熔斷器熔斷后配變臺(tái)架失去避雷器保護(hù)，避雷器宜裝在高壓熔斷器之前。另外，還可以利用配變進(jìn)線繞成直徑100mm、10匝的電感線圈，利用電抗器的原理阻止雷電波入侵，對(duì)配變實(shí)施多重保護(hù)。按規(guī)程規(guī)定，總?cè)萘繛?00kVA以上的配變，其接地裝置的接地電阻不應(yīng)大于4Ω，每個(gè)重復(fù)接地裝置的接地電阻不應(yīng)大于10Ω；總?cè)萘繛?00kVA及以下的變壓器，其接地裝置的接地電阻不應(yīng)大于10Ω，每個(gè)重復(fù)接地裝置的接地電阻不應(yīng)大于30Ω，且重復(fù)接地不應(yīng)少于3處。另外，需要拆除的配變臺(tái)架需連同引下線一同拆除。

配變臺(tái)架的角鐵橫擔(dān)使用接地引下線可靠接地，也是防止雷擊損壞絕緣子的有效辦法。配變兩側(cè)都要裝設(shè)避雷器。

3.7 多雷區(qū)的線路防雷。對(duì)于處于多雷區(qū)的架空線路，線路較長(zhǎng)時(shí)可在線路中間位置加裝氧化鋅避雷器，改善桿塔接地電阻和桿塔電感，或架設(shè)耦合地線。對(duì)于個(gè)別高的桿塔建議裝設(shè)避雷器保護(hù)，減小雷擊對(duì)線路的危害。

3.8 柱上斷路器和隔離開(kāi)關(guān)防雷。因柱上斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的絕緣水平比線路絕緣子低，應(yīng)在這些設(shè)備兩端裝設(shè)避雷器，且接地電阻要小于10Ω。

3.9 架空絕緣線路加裝防雷擊斷線用防弧金。由于架空絕緣線有較突出的優(yōu)勢(shì)，因此在10kV配電線路被普遍使用，但雷擊電路故障事故卻頻頻發(fā)生。如絕緣導(dǎo)線在雷電過(guò)電壓時(shí)引起絕緣子閃絡(luò)并擊穿導(dǎo)線絕緣層時(shí)，被擊穿的絕緣層呈針孔狀，就會(huì)引起短路燃燒，整個(gè)導(dǎo)線在短時(shí)間內(nèi)被整齊燒斷。為了預(yù)防雷擊斷電，可在線路絕緣子處剝離部分絕緣層后安裝防弧金具，使雷擊過(guò)電壓僅在防弧金具與絕緣子鐵腳之間引起閃絡(luò)，使持續(xù)的工頻短路電弧的弧根固定在防弧金具上燃燒，避免導(dǎo)線被燒毀。

4、幾種絕緣子電氣特性的比較和選擇

目前，10kV線路上正在使用的耐雷水平較高的絕緣子主要有：棒形針式絕緣子(PSQ-15T)、盤(pán)形懸式絕緣子串(XP-7)和膠裝瓷橫擔(dān)(S-210)。這幾種絕緣子的有關(guān)電氣特性比較如表2所示。

從以上幾項(xiàng)參數(shù)的比較可以看出，懸式絕緣子和膠裝瓷橫擔(dān)的耐雷擊水平較好，而針式絕緣子的耐雷擊水平則稍遜。因此，建議把多雷區(qū)配電線路上的針式絕緣子換成膠裝瓷橫擔(dān)或懸式絕緣子，增大導(dǎo)線對(duì)桿塔的空氣間隙，進(jìn)一步提高配電線路的耐雷擊水平。由于玻璃懸式絕緣子比陶瓷懸式絕緣子有更優(yōu)的自恢復(fù)能力，建議在多雷地區(qū)配電線路上盡可能采用玻璃懸式絕緣子。

5、加強(qiáng)運(yùn)行管理工作

加強(qiáng)運(yùn)行管理，做好基礎(chǔ)檔案、技術(shù)資料的收集、整理工作，對(duì)雷電活動(dòng)情況做好記錄和分析，逐步了解和撐握雷電活動(dòng)規(guī)律，根據(jù)不同情況制定相應(yīng)的防雷措施，減少雷害事故，搞高供電可靠性。

5.1 完善基礎(chǔ)技術(shù)資料。(1)設(shè)備臺(tái)帳基礎(chǔ)資料必須真實(shí)、完善；(2)防雷裝置及設(shè)備的接地裝置測(cè)試記錄資料完整；(3)準(zhǔn)確劃分雷區(qū)等級(jí)、易受雷擊地段；(4)區(qū)分線路雷害事故類(lèi)型。

5.2 加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)工作。(1)開(kāi)展反季節(jié)工作法，在雷雨季節(jié)來(lái)臨前將線路上存在的缺陷消除；(2)在雷雨季節(jié)要縮短線路巡視周期，發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)處理，保障線路設(shè)備安全可靠供電；(3)在雷雨季節(jié)前對(duì)防雷接地電阻進(jìn)行測(cè)試，凡不符合規(guī)程規(guī)定值的要及時(shí)整改；(4)根據(jù)新增雷擊區(qū)段及時(shí)制定防雷方案并實(shí)施；(5)根據(jù)國(guó)家制定的相關(guān)規(guī)定，有必要對(duì)現(xiàn)代的防雷設(shè)施開(kāi)展預(yù)防性試驗(yàn)工作，時(shí)時(shí)掌握防雷設(shè)備的運(yùn)行情況；(6)定期對(duì)防雷地網(wǎng)、工作地網(wǎng)的巡視檢查、搖測(cè)工作，穩(wěn)定電阻。

6、結(jié)論

綜上所述，配電線路的安全與否直接影響到人民群眾的生產(chǎn)和生活用電。因而做好配電網(wǎng)防雷系統(tǒng)工程是解決配電網(wǎng)雷害的主要問(wèn)題。要做好配電線路防雷措施必須從實(shí)際出發(fā)，因地制宜，綜合治理，并做好良好的接地處理，以保證配電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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