配電線路雷擊跳閘規(guī)律與防治措施研究

鞏云峰

(國網(wǎng)甘肅省電力公司慶陽供電公司,甘肅慶陽 745000)

配電線路雷擊跳閘規(guī)律與防治措施研究

鞏云峰

(國網(wǎng)甘肅省電力公司慶陽供電公司,甘肅慶陽 745000)

雷擊跳閘已成為影響配電線路運行可靠性的的主要因素,本文分析了配電線路雷擊跳閘的影響因素和規(guī)律,并在此基礎(chǔ)上提出了針對性的防治措施,可為配電線路的防雷工作提供參考。

配電線路 雷擊 跳閘 防治

10kV配電線路由于運行電壓較低，在絕緣配置上大多采用針式絕緣子。運行經(jīng)驗表明，配電網(wǎng)的雷害事故約占整個電力系統(tǒng)全部雷害事故的60%～70%，嚴(yán)重威脅著供電安全。由于10kV配電線路絕緣配置水平較低，在不利的氣候條件下，較易發(fā)生雷擊閃絡(luò)或雷擊斷線。雷擊也可能引起絕緣子破裂、避雷器損壞、導(dǎo)線斷線等永久性故障，造成線路停電，雷雨季節(jié)的供電可靠性大幅下降。架空配電線路桿塔高度不高，且由于建筑物和樹木的屏蔽作用，雷直擊線路的概率較小，但中低壓配電網(wǎng)的架空線路無避雷線保護，絕緣水平低，遭受直擊雷很容易跳閘，發(fā)生雷擊損害事故;另一方面，幅值可達(dá)400～500kV的感應(yīng)雷過電壓對絕緣水平較低的架空配電線路是很大的威脅隨著對供電可靠性要求的不斷提高，研究配電線路雷擊跳閘規(guī)律與防治措施，對于提高配電網(wǎng)的安全運行水平十分必要。

1 配電線路雷擊跳閘原因

1.1 山區(qū)線路雷擊跳閘率高

山區(qū)線路雷擊的跳閘率遠(yuǎn)大于平原，線路通過的山區(qū)，受地形、地貌、地質(zhì)、氣流等多種因素的影響，因而在某些地段雷云容易形成，而且云層較低，往往會出現(xiàn)重復(fù)性雷擊閃絡(luò)。在地形的影響下，直擊雷的概率增加，另外，由于配電線路的絕緣水平低，在感應(yīng)雷下也容易發(fā)生跳閘，因而山區(qū)的配電線路雷擊跳閘率高。

1.2 老化線路的絕緣水平低

線路老化嚴(yán)重， 還部分存在6kV針式瓷絕緣子，線路絕緣水平很差，很容易引起雷擊閃絡(luò)故障;對于已在10～110kV線路上普遍使用的硅橡膠合成絕緣子，由于其傘裙直徑較小，對于相同高度來說，其干弧距離總是小于瓷(玻璃)絕緣子，也即耐雷水平小于同長度的瓷(玻璃)絕緣子，這種不利因素對長度越短的合成絕緣子越明顯，加之各生產(chǎn)廠家產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，合成絕緣子常連同芯棒被雷擊斷裂。由于部分絕緣子當(dāng)時的雷擊閃絡(luò)不足以造成線路永久性故障，一般線路開關(guān)會重合閘成功，不逐基登桿檢查很難發(fā)現(xiàn)故障點，因此當(dāng)時巡視檢查一般匯報巡視無異常，而待下次小雨過后絕緣被擊穿導(dǎo)致該條線路再次發(fā)生故障。

1.3 多雷區(qū)未采取桿塔逐基接地

設(shè)計時均未考慮雷區(qū)桿塔逐基接地，線路遭受雷擊時雷電波陡度很大，不能及時通過桿塔接地降低陡度，提高線路耐雷水平。據(jù)線路運行資料分析，桿塔接地電阻在30Ω以上的，發(fā)生雷擊閃絡(luò)約占50%以上，而接地電阻在30Ω以下的，發(fā)生雷擊閃絡(luò)約占25%，而未采取桿塔接地的雷擊閃絡(luò)率遠(yuǎn)超出50%。今年曾發(fā)生多起由于未加裝桿塔接地，雷電流通過拉線放電，導(dǎo)致拉線絕緣子擊穿、拉線斷裂，極易誘發(fā)倒桿斷線事故的發(fā)生。

1.4 多雷區(qū)未加裝線路避雷器

加裝線路避雷器對于防止雷擊跳閘是非常有效的措施，在雷區(qū)段加裝了線路避雷器，在很大程度上避免了設(shè)備雷擊、導(dǎo)線斷線、瓷瓶擊穿等雷害事故的發(fā)生。因春夏季雷電活動日益頻繁，且無規(guī)律性，雷擊地段逐漸擴大，部分新增加的易受雷擊區(qū)段因未加裝避雷器，導(dǎo)致線路雷擊跳閘事故頻繁發(fā)生，但增加線路避雷器成本相對較高。

1.5 運行維護不當(dāng)

架空配電線路運行缺少維護導(dǎo)致雷擊跳閘率過高。(1)由于配電線路對于運行狀態(tài)的絕緣子沒有采用任何監(jiān)測措施，且線路投運時間長，線路老化嚴(yán)重，線路中易出現(xiàn)大量低值或零值絕緣子;同時，由于大氣中煙塵揚灰等各種污穢的存在，導(dǎo)致絕緣子嚴(yán)重積污，絕緣水平降低這些絕緣弱點都會造成配電線路絕緣水平降低，進(jìn)而使線路遭受雷電過電壓時雷擊閃絡(luò)事故增多。(2)接地電阻測試方法不當(dāng)。 如電流和電壓測試線放線方向錯誤、不按規(guī)定長度放線，測試中三線纏繞，電流、電壓探針插入深度不符合規(guī)定要求、不正確選擇測試點等，由此造成接地電阻測試數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，未能及時采取防治措施，降低接地電阻，減少雷擊跳閘的發(fā)生。(3)接地裝置施工方法不當(dāng)。如埋設(shè)在地下的接地線均未按規(guī)定進(jìn)行焊接，而采取了鐵并溝線夾的連接方法，受土壤腐蝕容易產(chǎn)生接觸不良、接地電阻增大等問題。

2 雷擊跳閘的防治措施

2.1 加強配電線路的防雷設(shè)計

配電線路的防雷應(yīng)從設(shè)計抓起， 在設(shè)計線路時要考慮線路所處的地形、地貌等特點， 有針對性采取相關(guān)的設(shè)計對策。

2.2 提高線路絕緣水平

影響配電網(wǎng)的雷電過電壓大多為感應(yīng)過電壓，其幅值具有較大的分散性，提高架空配電線路的絕緣水平后可大幅度降低線路的雷擊閃絡(luò)概率。架空配電線路絕緣水平主要由配電線路中的絕緣子決定，而絕緣子閃絡(luò)與絕緣子沖擊放電電壓水平是密切相關(guān)的。因此，提高線路的絕緣水平能夠有效減少絕緣子閃絡(luò)，降低雷擊跳閘率。

2.3 降低桿塔接地電阻

當(dāng)桿塔接地電阻增大時，其耐雷水平呈指數(shù)規(guī)律下降，而雷擊跳閘率則按指數(shù)規(guī)律上升，因此降低桿塔接地電阻有顯著的防雷效果。為了實現(xiàn)有效的防雷，線路桿塔一般應(yīng)逐桿接地。

2.4 安裝線路避雷器

在10kV配電網(wǎng)中已普遍采用了無間隙金屬氧化物避雷器。當(dāng)避雷器在正常工作電壓下，流過避雷器的電流僅有微安級，當(dāng)遭受過電壓時，由于氧化鋅電阻的非線性，流過避雷器的電流瞬間達(dá)數(shù)千安培，避雷器處于導(dǎo)通狀態(tài)，釋放過電壓能量，從而有效地限制了過電壓對設(shè)備的侵害。

2.5 加強線路防雷防雷測試與施工

(1)桿塔接地電阻的測試采取標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，減少人為失誤導(dǎo)致測試數(shù)據(jù)的錯誤而影響防雷工作的有效開展。(2)加強防雷工程的檢查驗收，確保施工質(zhì)量。杜絕使用鐵并溝線夾連接地下接地裝置，并做好接地裝置的防腐蝕工作，除選用熱鍍鋅件外還應(yīng)采取兩氈三油的防腐措施。

3 結(jié)語

防雷工作是線路運行維護的首要工作，配電線路遭受雷擊跳閘的影響因素多，應(yīng)總結(jié)、統(tǒng)計、分析雷害故障原因及防雷措施的應(yīng)用效果的基礎(chǔ)上，結(jié)合線路歷年運行經(jīng)驗和雷擊危害分布圖，因地制宜采取綜合措施來減少雷擊閃絡(luò)的跳閘，提高配電網(wǎng)的運行可靠性。

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