10KV線路防雷淺析

摘要：由于大氣雷電活動(dòng)的隨機(jī)性和復(fù)雜性，針對(duì)10KV架空配電線路常發(fā)生雷擊斷線事故，從而進(jìn)行防范措施探討，以求提高10KV配電網(wǎng)安全運(yùn)行水平。目前10KV架空配電線路上，現(xiàn)在都已廣泛地應(yīng)用了絕緣導(dǎo)線。本文主要闡述了國內(nèi)配電線路防雷的現(xiàn)狀以及10KV配電線路防雷的基本知識(shí)和措施。

關(guān)鍵詞：線路防雷 絕緣子 安全 線路避雷器 防雷線 防雷措施

0 引言

目前，10kV線路防雷存在的問題越來越受到重視，因?yàn)槠渚€路絕緣水平低，不能有效防止雷電過電壓，常常造成斷線、擊穿絕緣子、燒毀避雷器等事故發(fā)生。隨著電力市場(chǎng)對(duì)供電的要求越來越高，配電的供電可靠性有待提高，對(duì)配電線路的防雷應(yīng)當(dāng)引起重視，并應(yīng)采取相應(yīng)的措施來減少雷擊故障，這就使配電線路防雷措施的選擇問題提出來了。雷擊斷線事故，是應(yīng)用絕緣導(dǎo)線中最突出的一個(gè)嚴(yán)重問題，這引起國內(nèi)外防雷工作者們的廣泛注意，并積極開展對(duì)等試驗(yàn)研究工作，并找到許多有效的防治措施。

1 防雷現(xiàn)狀

根據(jù)目前我國的情況，10kV配電線路系電力系統(tǒng)中公里數(shù)較長(zhǎng)且與用戶關(guān)聯(lián)最為密切的電壓等級(jí)線路。同時(shí)我國大、中城市10kV配電線路采用絕緣導(dǎo)線作為架空配電線路的愈來愈多，這樣就有效地解決了裸導(dǎo)線難以解決的走廊和安全問題，與地下電纜相比，具有投資省，建設(shè)快的優(yōu)點(diǎn)，但也帶來了一些新的技術(shù)問題，其中之一就是絕緣導(dǎo)線在運(yùn)行中的雷擊斷線。下面從3個(gè)方面對(duì)此進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述。

1.1 當(dāng)雷擊架空絕緣線路產(chǎn)生巨大雷電過電壓，當(dāng)它超過導(dǎo)線絕緣層的耐壓水平時(shí)（一般大于139KV）就會(huì)沿導(dǎo)線尋找電場(chǎng)最薄弱點(diǎn)將導(dǎo)線的絕緣層擊穿（通常在絕緣子兩端30公分范圍內(nèi)），形成針孔大小的擊穿點(diǎn)，然后對(duì)絕緣子沿面放電形成閃絡(luò)，最后工頻電弧向絕緣子根部的金屬發(fā)展后形成金屬性短路通道，工頻電弧固定在一點(diǎn)燃燒后熔斷導(dǎo)線。

1.2 我們知道，10kV配電網(wǎng)的防雷設(shè)施目前有很多缺陷。大多數(shù)的配電設(shè)備沒有按規(guī)定安裝防雷裝置，還有的沒有根據(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。由此可見，我國的總體防雷規(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。

1.3 10kV配網(wǎng)中主要有兩種接地方式，即中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)(中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地也屬于該類型)和中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)。前者占有比重較大，這對(duì)于雷擊活動(dòng)頻繁的多雷地區(qū)，開放型農(nóng)網(wǎng)供電及配網(wǎng)自動(dòng)化尚不完善的供電網(wǎng)選擇中性點(diǎn)非有效接地方式是合理的，而對(duì)于負(fù)荷集中且由電纜供電的市區(qū)負(fù)荷中心應(yīng)采用中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式。

將架空線改為電纜線路，以地電位來保護(hù)導(dǎo)線，這是最安全可靠的，但郊區(qū)和用戶線路，由于其價(jià)格較高，難以實(shí)施，目前，城網(wǎng)改造中雖主張電纜入地，但都用于城區(qū)，不是以防雷為目的，而是為了凈化市區(qū)空間。

從整體上看，我國的防雷資金投入還有不足，同時(shí)防雷設(shè)備的改造能力也比較落后，也沒有完善相關(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，工作人員對(duì)防雷設(shè)施的具體情況很難掌握，因此對(duì)可能出現(xiàn)的雷患不能做到有效預(yù)防，這些問題都是幾代解決的問題。

2 防雷措施的綜合應(yīng)用

根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，10kV配電網(wǎng)的防雷設(shè)施有很多缺陷，針對(duì)近年來雷電活動(dòng)較為頻繁，而10kV配電線路絕緣又較為薄弱這一特點(diǎn)，我們根據(jù)調(diào)查，對(duì)防雷薄弱的線路采用上述措施進(jìn)行了防雷改造，改造中采用了下述原則。

2.1 在雷雨季節(jié)前，測(cè)試線路接地電阻。在每年雷雨季節(jié)前，應(yīng)對(duì)線路上變壓器接地電阻進(jìn)行測(cè)試，如果發(fā)現(xiàn)不符合規(guī)定，及時(shí)采取補(bǔ)救措施。同時(shí)檢查防雷設(shè)施尤其是對(duì)引下線在土壤交接處的檢查和所有的接頭的檢查，使其達(dá)到要求。為了減小側(cè)量誤差和確保人身安全，應(yīng)在斷開接地引下線的情況下測(cè)量接地電阻值。

2.2 雷雨季節(jié)前線路絕緣子的巡視。每年雷雨季節(jié)前，應(yīng)該對(duì)線路上絕緣子進(jìn)行巡視。污染嚴(yán)重的地區(qū)，還要及時(shí)對(duì)線路上的絕緣子進(jìn)行清掃。可以抽取部分絕緣子進(jìn)行耐壓實(shí)驗(yàn)，如果發(fā)現(xiàn)不符合規(guī)定，要及時(shí)采取補(bǔ)救措施，避免出現(xiàn)問題。

2.3 架設(shè)架空避雷線。利用架空避雷線的屏蔽作用來保護(hù)輸電線路，是一種傳統(tǒng)的有效方法。該方法的效果較好，而且可以免除維護(hù)，但缺點(diǎn)是：①投資成本較高；②防止繞擊的效果較差，易使線遭受反擊。

2.4 安裝線路過電壓保護(hù)器。過電壓保護(hù)器為一種先進(jìn)的保護(hù)電器，主要用于保護(hù)發(fā)電機(jī)、變壓器、開關(guān)、母線、電動(dòng)機(jī)等電氣設(shè)備的絕緣免受過電壓的損害。這種線路過電壓保護(hù)器，相當(dāng)于帶有外間隙的氧化鋅避雷器。安裝時(shí)，絕緣層不需剝開，在運(yùn)行中，平時(shí)是不承受運(yùn)行電壓的，因而使用壽命較長(zhǎng)，也可免維護(hù)。其缺點(diǎn)是：它僅能防護(hù)雷電過電壓。

2.5 定期校試避雷器。為了起到保護(hù)變壓器免遭雷擊的目的，對(duì)于100kVA及以土的配電變壓器，每年校試避雷器一次，且接地電阻值不得大于4歐；100kVA以下的避雷器，每?jī)赡晷Ｔ囈淮?，且接地電阻值不得大?0歐；對(duì)于不合格者應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。

2.6 曠野地區(qū)在原電桿上設(shè)避雷線，以防直擊雷的侵襲。

2.7 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。

2.8 在線路重要設(shè)備處安裝保護(hù)型絕緣間隙橫擔(dān)。保護(hù)型絕緣間隙橫擔(dān)在線路中具有控制閃絡(luò)位置、釋放雷電流、保護(hù)鄰近設(shè)備等諸多功能，在配電線路防雷中具有重要作用。

2.9 采用長(zhǎng)閃絡(luò)避雷器（LFA）。研究表明，對(duì)于中性點(diǎn)非直接接地的配電系統(tǒng)，當(dāng)線路的工作電壓與閃絡(luò)路徑長(zhǎng)度的比值（即電場(chǎng)強(qiáng)度E，E=Uph/L）減小時(shí)，由雷電閃絡(luò)發(fā)展為工頻續(xù)流的可能性將大為減小。利用上述的思想，俄羅斯學(xué)者提出了采用長(zhǎng)閃絡(luò)避雷器，解決配電線路絕緣導(dǎo)線的雷擊斷線問題。

2.10 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。加強(qiáng)運(yùn)行管理工作。

2.11 全線架設(shè)避雷線。架設(shè)避雷線是送電線路最基本的防雷措施之一。避雷線在防雷方面有以下功能：防止雷電直擊導(dǎo)線；雷擊塔頂時(shí)對(duì)雷電電流有分流作用，減少流入桿塔的雷電流，使塔頂電位降低；對(duì)導(dǎo)線有耦合作用，降低雷擊桿塔時(shí)塔頭絕緣（絕緣子串和空氣間隙）上的電壓。

2.12 加局部絕緣層的厚度。從許多絕緣導(dǎo)線遭雷擊后斷線的事故調(diào)研，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)十分明顯的規(guī)律：斷線的部位，幾乎全部都處于離開絕緣子（100-300）mm范圍之內(nèi)，如果在這局部范圍內(nèi)增加絕緣厚度，也可以防止擊穿。但是，這個(gè)方法在實(shí)際工作中，不易實(shí)現(xiàn)。因而，該方法不為人們所采用。

2.13 為了加強(qiáng)電網(wǎng)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。

通過防雷措施的綜合應(yīng)用，我公司10kV配電線路防雷能力有了較大提高。

3 結(jié)束語

雷電是一個(gè)古老而又復(fù)雜的自然現(xiàn)象，單純依靠某項(xiàng)保護(hù)措施難以解決絕緣配網(wǎng)的防雷問題，必須采取綜合防雷措施才能有效的防止雷擊事故發(fā)生。雖然10kV架空線路雷擊跳閘不可避免，但只要領(lǐng)導(dǎo)重視、措施到位，絕緣導(dǎo)線的雷擊斷線問題是可以得到較好地解決的。

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