分析10kV雙回路同桿架設(shè)線路的防雷工程設(shè)計

【摘要】關(guān)于10kv雙回路同桿架設(shè)線路的雷害問題，要結(jié)合實(shí)際效果、施工質(zhì)量、可實(shí)施性、使用壽命、技術(shù)含量等多方面進(jìn)行設(shè)計和規(guī)劃。了解和研究不同防雷裝備和設(shè)施的性能和效果，采用科學(xué)合理的防雷技術(shù)，對防雷工程施工質(zhì)量進(jìn)行有效控制，制定針對性強(qiáng)、效益高、性能好的防雷方案，對線路設(shè)計進(jìn)行合理的改造和修訂，確保10kv雙回路同桿架設(shè)線路的防雷措施到位，提高架設(shè)線路的防雷效果。

【關(guān)鍵詞】10kv輸電線路；雙回路同桿；防雷設(shè)計

我國電力行業(yè)發(fā)展速度不斷加快，各項設(shè)施較為完備。但是，電力企業(yè)在線路防雷工程上依然存在很多問題，在一些線路沿線雷暴活動頻繁、強(qiáng)烈的地區(qū)，雷擊災(zāi)害嚴(yán)重影響了線路運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。因此，要解決10kv雙回路同桿架設(shè)線路的雷害問題，就需要制定科學(xué)合理的防雷方案，優(yōu)化防雷工程施工質(zhì)量，采用較好技術(shù)含量的避雷設(shè)備，并總結(jié)雙回路同桿架設(shè)線路防雷改造后的運(yùn)行經(jīng)驗，為不同形式的防雷工程提供更加優(yōu)質(zhì)的設(shè)計依據(jù)。完善和改造10kv雙回路同桿架設(shè)線路的防雷設(shè)計，能夠提高桿塔絕緣水平，減少雷擊跳閘率，對輸電線路防雷具有非常重要的意義。

一、10kv雙回路同桿架設(shè)線路的基本情況

10kv雙回路同桿架設(shè)線路在線路的138基桿塔中，其中只有一桿塔為鐵塔，其余所有桿塔都是鋼筋混凝土桿塔。10kv雙回路同桿架設(shè)線路采用共用的導(dǎo)線橫擔(dān)，同時利用桿塔的基礎(chǔ)建設(shè)進(jìn)行接地。

當(dāng)10kv輸電線路中沒有避雷針時，其單相導(dǎo)線閃絡(luò)接地的等值可以通過計算得出，并根據(jù)雷電流和桿塔相鄰導(dǎo)線的雷電流分流計算出10kv輸電線路在雷擊災(zāi)害情況下跳閘的耐雷水平。

二、防雷線路方案比較

（一）線路避雷器

正常情況下，線路避雷器是與線路絕緣子并聯(lián)安裝的。如果線路受到雷擊災(zāi)害，線路避雷器就會發(fā)生相應(yīng)的動作，線路避雷器降低了雷擊產(chǎn)生的電壓對線路的危害，這種情況能夠降低雷電放電電壓對線路的沖擊，從而有效的防止絕緣子閃絡(luò)。當(dāng)雷電沖擊過后，流過線路避雷器的雷擊電壓被稀釋，這樣線路就不會跳閘，進(jìn)而恢復(fù)輸電線路正常運(yùn)行。10kv雙回路同桿架設(shè)線路運(yùn)行過程中，線路避雷器在雷電直擊沒有避雷線的10kv輸電線路能夠發(fā)揮其應(yīng)有的作用。這一作用體現(xiàn)在兩個方面，第一，在線路避雷器反應(yīng)做出動作時，其能夠利用余留下來的電壓防止絕緣子閃絡(luò)，還能把雷擊電流傳遞到自然接地裝置上，以此降低雷擊對輸電線路造成的損害。第二，根據(jù)線路避雷器做出反應(yīng)動作之后，對易構(gòu)成的雷擊相導(dǎo)線等電位接地，將雷擊相導(dǎo)線等效為耦合地線，增大雙回路同桿相鄰導(dǎo)線的耦合系數(shù)，從而降低導(dǎo)線橫擔(dān)的雷擊電流。雖然線路避雷器能夠起到很好的防雷效果，但是其依然存在較為明顯的缺點(diǎn)。通常，輸電線路的電壓等級較低，這樣就會導(dǎo)致導(dǎo)線橫擔(dān)的雷電位有可能使兩相以上的線路避雷器同時動作，在發(fā)生雷電沖擊時，如果10kv輸電線路的過流速斷保護(hù)裝置沒有及時躲開線路避雷器同時動作，就會造成線路短路，引起雷擊跳閘事故。從經(jīng)濟(jì)效益方面考慮，線路避雷器造價高，施工安裝復(fù)雜，對桿塔接地電阻要求較高，防雷范圍、效果及使用壽命有限，一旦出現(xiàn)故障，維護(hù)難度大，無法進(jìn)行大量的使用。同時，考慮到輸電線路的運(yùn)行環(huán)境，其還需要經(jīng)受惡劣的環(huán)境考驗等多方面的制約因素。

（二）全線架設(shè)避雷線

針對10kv線路防雷工程設(shè)計的要求，在所有線路中架設(shè)避雷線能夠起到良好的防雷效果。避雷線能夠防止直擊雷對線路的損害，其具體保護(hù)形式是將雷擊作用下產(chǎn)生的電流進(jìn)行分流，然后利用相鄰導(dǎo)線之間的耦合作用，降低雷電波的陡度，以此為輸電線路的絕緣子提供防雷保護(hù)。在10kv輸電線路有避雷針的情況下，雷擊對單相導(dǎo)線閃絡(luò)接地產(chǎn)生的數(shù)值在避雷線的作用下會發(fā)生一定的改變。我們可以假設(shè)a為桿塔兩側(cè)相鄰避雷線的雷電流分流，b為電感并聯(lián)值，就會通過相應(yīng)的計算了解10kv線路兩相以上短路跳閘情況在雷電沖擊下的耐雷水平。通過選取ZXGJ-35雙避雷線進(jìn)行比較，在與沒有避雷線的情況下，架設(shè)避雷線后線路的自然接地電阻提高了，但是在進(jìn)行全線避雷線的安裝在施工實(shí)施上就存在較大的難度，而且施工成本昂貴。

（三）線路型頭部分裂均壓式避雷針

在10kv雙回路同桿架設(shè)線路中安裝線路型頭部分裂式避雷針，并在每個桿塔附近埋設(shè)分散式集中接地裝置，其能夠起到非常好的防雷效果。該工程設(shè)計、施工、安裝等所使用的總費(fèi)用較低。這一設(shè)計方案的優(yōu)勢在于其利用線路型頭部分裂均壓式避雷針的頭部結(jié)構(gòu)，能夠?qū)U塔頂部起到有效的屏蔽作用，改善過去桿塔頂部截面的迎面先導(dǎo)，從而大大減少了雷電電荷先導(dǎo)與桿塔迎面先導(dǎo)之間的電阻泄漏，加快消散雷云電荷對地面的雷電沖擊，降低雷云電荷下行先導(dǎo)電流，避免雷電電流在階段性發(fā)展過程中對桿塔造成的損害，進(jìn)而防止雷電沖擊對桿塔的現(xiàn)象發(fā)生，同時線路型頭部分裂均壓式避雷針能夠改善繞擊雷對線路造成的損害，降低了輸電線路的雷擊跳閘率。線路型頭部分裂均壓式避雷針自重輕、體積小、施工安裝簡單、對桿塔接地電阻要求不高、防雷效果好、造價低等優(yōu)點(diǎn)。同時在惡劣的自然環(huán)境下能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行，無需進(jìn)行維修和養(yǎng)護(hù)且使用壽命長。采用這種防雷方案對10kv雙回路同桿架設(shè)線路實(shí)施防雷措施具有高效性、高可靠性、高安全性以及穩(wěn)定性。

（四）小結(jié)

通過列出三種防雷方案，能夠看出采用線路型頭部分裂均壓式避雷針是最可靠、最經(jīng)濟(jì)、最安全穩(wěn)定的防雷設(shè)計方案。與安裝線路避雷器以及全線架設(shè)避雷線相比較，就能夠清晰了解這兩種方案在成本投入、設(shè)計、施工、安裝、性能、維護(hù)等方面都與線路型頭部分裂均壓式避雷針有很大的差距。因此，采用線路型頭部分裂均壓式避雷針作為10kV雙回路同桿架設(shè)線路的防雷工程設(shè)計方案是切實(shí)可行的。

三、10kv線路防雷工程設(shè)計的運(yùn)行情況

通過對不同設(shè)計方案進(jìn)行對比，從整個防雷設(shè)計方案的實(shí)施性、施工、安裝、運(yùn)行維護(hù)、防雷效果、以及符合在惡劣環(huán)境下運(yùn)行要求，充分考慮其在使用期限、技術(shù)要求、經(jīng)濟(jì)效益等方面的優(yōu)勢，采用線路型頭部分裂均壓式避雷針防雷方案是最符合10kv雙回路同桿架設(shè)線路的防雷措施。在施工過程中，電力企業(yè)可以將線路桿塔進(jìn)行遷移，待完成施工后再移回原地，這樣不僅避免停電施工對社會生產(chǎn)生活造成影響，也能夠在有限的時間里順利有序的完成施工安裝工作。經(jīng)調(diào)查，線路型頭部分裂均壓式避雷針在10kv輸電線路運(yùn)行過程中沒有發(fā)生任何雷擊事故，也沒有因故障而進(jìn)行維修，取得了良好的防雷效果。

四、結(jié)語

通過分析和對比不同防雷設(shè)計方案在10kv線路運(yùn)行過程中的防雷能力及效果，可以充分認(rèn)識和了解到線路型頭部分裂均壓式避雷針在10kv雙回路同桿架設(shè)線路防雷工程設(shè)計上具體的應(yīng)用情況和實(shí)際效果，將10kv輸電線路設(shè)計改造為防雷線路，降低了因雷擊造成的安全事故，也大大降低輸電線路的雷擊跳閘率。從輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行方面來講，提高了我國輸電線路的運(yùn)行能力，改善了我國輸電線路運(yùn)行環(huán)境；從防雷工程設(shè)計方面來講，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)輸電線路防雷工程的質(zhì)量，提高了輸電線路防雷效果。

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