架空絕緣配電線路防雷保護措施的技術經濟比較

耿世艷

（清澗縣供電分公司，陜西 清澗718399）

0 引言

清澗供電分公司管轄的東清電網(wǎng),區(qū)內崇山峻嶺延綿不斷,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)與農村電網(wǎng)的大規(guī)模建設與改造,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。筆者認為有必要對于幾種常用的架空絕緣配電線路防雷技術措施展開分析討論。

1 雷電過電壓基本概念

1.1 直擊雷過電壓

帶有強烈靜電電荷的雷云對地放電過程中,如果直接擊中的地面物體是電氣設備或輸配電線路, 就會使設備或線路遭受直擊雷過電壓。 這種直擊雷過電壓可以達到數(shù)千千伏或者數(shù)萬千伏,雷電流可以達到數(shù)百千安,嚴重危害供電系統(tǒng)的安全經濟運行。

1.2 感應雷過電壓

輸配電線路上受雷云感應的束縛電荷,在雷云對地放電過程中導線上的束縛電荷沿著導線向兩側迅速運動,形成感應過電壓。 感應雷過電壓與雷電流大小和導線懸掛高度成正比,和雷擊點與導線距離成反比。 感應雷過電壓雖然比直擊雷過電壓低, 但是最高也可以達到300-400kV。

2 幾種常用的架空絕緣線路防雷技術措施

2.1 架設架空避雷線

傳統(tǒng)方法采用架空避雷線的屏蔽來保護架空絕緣配電線路,其感應電壓可降至1/(1-k)(k 為避雷線、導線間的耦合系統(tǒng)與沖擊系數(shù)之積)。此法優(yōu)點是能較好防止直擊雷且免維護。缺點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,可有效地截斷工頻續(xù)流,限制雷電過電壓和配電線路的感應過電壓。 優(yōu)點是限制雷電過電壓效果較好。 缺點是:

1）保護范圍較小。

2）安裝時必須剝開導線絕緣層，有可能引起絕緣導線線芯進水，導致導線弧垂處發(fā)生化學反應而引發(fā)導線斷裂。

3）由于氧化鋅避雷器(MOA)在運行期間，長期承受工頻電壓,容易引起閥片老化,因此要注意維護檢修工作。 如果全線路裝設，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，則投資成本較低。

2.3 采用線路過電壓保護器

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

優(yōu)點：

1）可有效限制雷電過電壓，防止雷擊斷線事故,降低雷擊跳閘概率。

信息請登陸:輸配電設備網(wǎng)

2）平時不承受運行工頻電壓,使用壽命長，可免維護。

信息請登陸：輸配電設備網(wǎng)

3）安裝方便，不用剝開導線絕緣層。

缺點：只能防護擊穿絕緣導線的雷擊過電壓，對于其他類型的過電壓則不能起到防護作用，需用導線終端或電氣設備附近的金屬氧化物避雷器(MOA)來限制。 綜合投資成本約6000 元/km。

2.4 安裝電導型放電絕緣子

信息請登陸:輸配電設備網(wǎng)

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

優(yōu)點：安裝方便,可免維護。

缺點:安裝時必須剝開導線絕緣層。

2.5 關于防雷接地裝置

1）配電變壓器的接地電阻

按照SD292—88《架空配電線路及設備運行規(guī)程》規(guī)定,總容量為100kVA 及以上的變壓器其接地裝置的接地電阻不應大于4,每個重復接地裝置的接地電阻不應大于10;總容量為100kVA 以下的變壓器,其接地裝置的接地電阻不應大于10,且重復接地不應少于3 處。

2）柱上開關,隔離開關和熔斷器的防雷裝置,其接地裝置的接地電阻，不應大于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）對于土壤電阻率較低的地區(qū),應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地線的辦法,可以因其與導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 結論

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

2）在確定架空絕緣配電線路的防雷方式時,應該全面考慮線路的重要程度、系統(tǒng)運行方式、地形地貌特點、土壤電阻率的高低、線路經過地區(qū)雷電活動的強弱等因素。特別強調的是首先必須充分降低接地電阻,完善防雷接地裝置,以有效地導泄雷電流,消除過電壓對于設備的危害。

［1］農村電工[J].

［2］榆電線路的運行檢修[Z].