10kV配電線路常遭雷擊的原因及預(yù)防措施

戴有根

(長興縣供電局，浙江 長興 313000)

隨著經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，各行各業(yè)對電力的需求越來越大，對供電質(zhì)量的要求也越來越高，但是目前10kV配電線路遭雷擊的現(xiàn)象發(fā)生頻繁［1］.雷電是一種自然現(xiàn)象，隨意性很大，因而對電力系統(tǒng)中配電網(wǎng)的危害很大.長興縣城北夾浦鎮(zhèn)屬輕紡重鎮(zhèn)，用電量相當(dāng)大，2011年6月的一個晚上，一場罕見的雷暴天氣席卷長興城北，造成14條10kV線路跳閘，不僅給企業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還對湖州電力局的優(yōu)質(zhì)服務(wù)造成了負(fù)面影響.

筆者對湖州電力局近幾年配電線路故障的原因進(jìn)行了梳理與分析，發(fā)現(xiàn)雷擊是影響湖州電力局線路穩(wěn)定運行的重要原因.因此，找出并分析配電線路常遭雷擊的原因，探索相應(yīng)的防范措施，對減少10kV配電線路夏季雷雨跳閘次數(shù)具有重要意義.

1 湖州電力局10kV配電線路現(xiàn)狀及雷電帶來的危害

1.1 湖州電力局10kV配電線路現(xiàn)狀

截至2012年6月30日，湖州電力局共有10kV線路64條，共575.415 km，用戶專線7條，共19.29 km，其中電纜線路 67.903 km，絕緣線路24.247 km，供電半徑較大，絕大部分導(dǎo)線為裸導(dǎo)線.近年來，考慮山區(qū)多為樹林、毛竹叢生地區(qū)，采用絕緣導(dǎo)線成為架空配電線路設(shè)備的首選方式.為滿足日益增長的供電需求，其基本線路以雙回路以上的形式架設(shè)，一旦發(fā)生故障，涉及面積很廣.

1.2 雷電給電力線路帶來的危害

電力系統(tǒng)中的雷電過電壓分為感應(yīng)雷過電壓和直擊雷過電壓.感應(yīng)雷過電壓是指雷云放電時，在附近導(dǎo)體上產(chǎn)生的電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)，從而在導(dǎo)體上形成過電壓;直擊雷過電壓是指雷直擊與導(dǎo)線而形成的過電壓.

雷電過電壓對電力系統(tǒng)的危害非常巨大，直擊雷電幅值高，可導(dǎo)致線路跳閘.感應(yīng)雷電幅值小，但范圍廣.變電站的通信、調(diào)度、載波、繼電保護(hù)系統(tǒng)及監(jiān)控設(shè)備對過電壓過電流和雷電等電磁脈沖的耐受力很差，且由于電力系統(tǒng)二次防雷工作的滯后性，在感應(yīng)雷的作用下會失去作用，從而導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作.

2 10kV配電線路常遭雷擊的原因

10kV配電線路常遭雷擊的原因主要有以下6點.

(1)10kV線路防雷措施不力 配電變壓器都安裝了氧化鋅避雷器，但絕大部分較長的10kV架空線路均未安裝線路型氧化鋅避雷器.

(2)避雷器接地裝置不合格 有些避雷器接地裝置運行時間長，接地線已經(jīng)散股、斷裂，且接地極已經(jīng)銹蝕.有些避雷器的接地網(wǎng)范圍不夠或接地體埋設(shè)深度不合格，致使接地電阻大于10 Ω，其卸流能力低，雷擊電流不能快速流入大地，從而引發(fā)雷害事故.

(3)絕緣導(dǎo)線本身存在缺陷 近年來，絕緣導(dǎo)線的利用越來越多，雖然絕緣導(dǎo)線有效地解決了裸導(dǎo)線難以解決的走廊和安全問題，較地下電纜有建設(shè)快、投資省的優(yōu)點，但其防雷措施并沒有變化，究其原因，一是絕緣導(dǎo)線無裸露部分，安裝避雷器需要剝離絕緣層，從而導(dǎo)致線路防雷能力下降［2］;二是雷擊后造成相間短路時，相對于裸導(dǎo)線，絕緣線上工頻續(xù)流電弧集中在絕緣擊穿點，不會沿導(dǎo)線方向擺動，最終燒斷導(dǎo)線.

(4)地理位置不理想 一是長興縣城北地區(qū)多山區(qū)，新安裝的接地裝置的接地電阻時常不能滿足要求，增加接地極數(shù)量效果也不明顯.二是由于地下礦產(chǎn)等原因，雷區(qū)較多，雷擊現(xiàn)象頻繁.三是湖州電力局目前處于新長鐵路附近，其10kV線路有丁新508線、聯(lián)合511線等，常有雷擊現(xiàn)象發(fā)生.

(5)絕緣子發(fā)生污閃 由于常年受到環(huán)境污染和自然界鹽堿、飛塵的污染，在毛毛雨、霧等濕度大的天氣條件下，絕緣子表面的污穢被濕潤，極易發(fā)生污閃.在雷雨天氣下，事故發(fā)生的可能性將大大增加.

(6)運行管理不到位 在運行管理影響配電網(wǎng)安全的主要因素是消除缺陷不及時和巡視不到位.消除缺陷不及時主要是消除缺陷管理責(zé)任考核不到位、流程不清晰，導(dǎo)致一般缺陷得不到及時的消除，甚至擴(kuò)大成為危急缺陷，直至發(fā)生10kV饋線或設(shè)備故障;巡視不到位主要是指巡視人員責(zé)任心不強(qiáng)、技能素質(zhì)不高.

3 10kV配電線路的防雷措施

3.1 安裝避雷器

在空曠的地區(qū)，由于沒有高大建筑物引雷，雷直擊線路的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，所以宜在空曠的10kV架空線路上安裝線路型氧化鋅避雷器，新裝的配電設(shè)備如配電變壓器、柱上開關(guān)、電纜頭等也必須安裝氧化鋅避雷器，以加強(qiáng)對10kV線路及設(shè)備的防雷保護(hù).

避雷器是通過吸收雷電放電能量限制配電線路的過電壓，從而達(dá)到保護(hù)的目的.其廣泛應(yīng)用于電氣線路(設(shè)備)的過電壓保護(hù)，過電壓保護(hù)性能良好.但避雷器的加裝會導(dǎo)致運行成本的增加，并且避雷器故障和預(yù)防性試驗會引起線路停電，且運行維護(hù)工作量也很大.因此，應(yīng)選擇在架空線路的重點桿塔上或多雷地段加裝氧化鋅避雷器，以防止雷害事故的發(fā)生.

3.2 安裝防弧金具

為了避免輸電導(dǎo)線燒斷，在距離絕緣子中心150～200mm的范圍內(nèi)安裝防弧金具.當(dāng)雷電過電壓通過時，讓雷電過電壓在絕緣子鋼腳與防弧金具之間定位閃絡(luò)以避免導(dǎo)線燃燒.此方式投資少，操作簡便，能有效防止雷擊斷線［3］.

3.3 安裝合成絕緣子

安裝合成絕緣子可以提高線路的沖擊耐壓水平，確保只在特別的雷電感應(yīng)過電壓作用下才發(fā)生閃絡(luò)，工頻續(xù)流會因合成絕緣子的放電爬距過大而無法建弧而熄滅［4］.但合成絕緣子價格比較高，目前長興供電局城北供電所已有幾條10kV線路，如10kV浦太901線、川口759線徐旺、川口聯(lián)絡(luò)線等采用該絕緣子.

3.4 定期檢查并整改接地裝置

3.4.1 接地裝置進(jìn)行定期檢查的主要內(nèi)容

(1)各部位連接是否牢固，有無松動，有無脫焊，有無嚴(yán)重銹蝕;

(2)接地線有無機(jī)械損傷或化學(xué)腐蝕，涂漆有無脫落;

(3)人工接地體周圍有無堆放強(qiáng)烈腐蝕性物質(zhì)，地面以下50 cm以內(nèi)接地線有無腐蝕和銹蝕情況;

(4)接地電阻是否合格.

3.4.2 接地裝置進(jìn)行定期檢查的周期

(1)變、配電站接地裝置，每年檢查一次，并于干燥季節(jié)每年測量一次接地電阻;

(2)防雷接地裝置，每年雨季前檢查一次;

(3)有腐蝕性的土壤內(nèi)的接地裝置，每5年局部挖開檢查一次.

3.4.3 接地裝置需要維修的情況

(1)焊接連接處開焊，螺絲連接處松動;

(2)接地線機(jī)械損傷、斷股或嚴(yán)重銹蝕、腐蝕，銹蝕或腐蝕30%以上;

(3)接地體露出地面;

(4)接地電阻超過規(guī)定值.

3.5 加強(qiáng)運行管理工作

在運行管理方面，應(yīng)著重抓好消除缺陷和巡視兩項工作.運行維護(hù)方面的具體措施如下:

(1)雷雨季節(jié)應(yīng)縮短線路巡視的周期，發(fā)現(xiàn)缺陷及時處理，保障線路設(shè)備安全可靠供電;

(2)開展反季節(jié)工作法，在雷雨季節(jié)來臨前消除線路上存在的缺陷;

(3)根據(jù)新增雷擊區(qū)段及時制定新的防雷方案并進(jìn)行實施;

(4)雷雨季節(jié)前對防雷接地電阻進(jìn)行測試，及時整改不符合規(guī)程規(guī)定的接地電阻.

按照上述措施，參考不同季節(jié)的天氣特點，每個月都要制定巡視計劃，落實責(zé)任人以確保巡視到位.巡查中發(fā)現(xiàn)的隱患或缺陷，應(yīng)有專人進(jìn)行歸類分析，并最終消除缺陷.同時，應(yīng)根據(jù)單位實際情況，制定相應(yīng)的配電網(wǎng)管理辦法和獎懲規(guī)定，對消除缺陷不及時、巡視不到位的予以重罰，對有功人員給予獎勵.

此外，還要做好技術(shù)資料的收集、基礎(chǔ)檔案的整理等工作，對雷電活動情況做好詳細(xì)的記錄和準(zhǔn)確的分析，逐步了解和掌握雷電活動規(guī)律，要求做到以下3點:

(1)確保防雷設(shè)備及裝置的接地測試記錄資料完整，設(shè)備臺帳基礎(chǔ)資料的完善、真實;

(2)準(zhǔn)確區(qū)分線路雷害事故的類型、雷區(qū)的等級及易受雷擊的地段等;

(3)應(yīng)根據(jù)不同現(xiàn)場情況制定相對應(yīng)的防雷措施，以減少雷害事故，降低影響，提高供電可靠性［4］.

4 結(jié)語

目前，10kV配電網(wǎng)絡(luò)已成為配電系統(tǒng)的主干網(wǎng)絡(luò)，其供電可靠性的要求越來越高，因此10kV配電線路的防雷工作顯得尤為重要.在實際工作中，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況，保證接地的可靠性和有效性，并采取相應(yīng)的有效防雷措施，以減少雷害事故的發(fā)生，確保配電線路安全穩(wěn)定運行.

［1］ 陳陣.論10kV絕緣線防雷措施的思考［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2009(35):52.

［2］ 李華鵬，徐盛.配電線路防雷［J］.貴州電力技術(shù)，2009(12):19-20.

［3］ 周廣方，唐立華，陳穎.配電線路防雷措施簡介［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010(21):148.

［4］ 中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).架空絕緣配電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程［M］.北京:中國電力出版社，1996:7.