山區(qū)10kV架空線路經(jīng)濟(jì)避雷措施探討

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷加快，山區(qū)高壓架空線路不斷增多，對高壓架空線路避雷要求也越來越高。在實際工程項目中，難免會出現(xiàn)避雷設(shè)施支出較大，直接導(dǎo)致高壓架空線路成本控制難度增大。所以，如何合理的處理10kV高壓架空線路避雷與成本控制這對矛盾，做好相關(guān)的探討尤為重要。結(jié)合多年對山區(qū)高壓架空線路的施工、運行維護(hù)經(jīng)驗，對山區(qū)10kV高壓架空線路經(jīng)濟(jì)避雷措施進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：山區(qū)；高壓架空線路；經(jīng)濟(jì)避雷措施

中圖分類號： TB 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：16723198（2014）17019302

10kV高壓架空線路，其電壓等級相對較低，供電范圍較小，避雷措施的要求相對較低，隨之而來的避雷措施的靈活性較高，如何實現(xiàn)符合要求的避雷水平，最低的建設(shè)、或改造成本是很多山區(qū)10kV架空線路需要解決的問題。

1 架空線路避雷措施

1.1 架設(shè)避雷線

架設(shè)避雷線的主要作用是防止直擊雷，這種措施避直擊雷效果好，相對費用高。一般，線路電壓越高，避雷線的避雷效果越好。通常110kV以上的架空線路的供電范圍大，用戶多，全線都應(yīng)架設(shè)避雷線。特別重要的供電線路或500kV及以上的架空線路都應(yīng)架設(shè)雙避雷線。

1.2 降低桿塔接地電阻

這種措施可以降低雷擊桿塔時的電位升高，這種措施一般配合避雷線、避雷針、線路避雷器等。

1.3 加強(qiáng)線路絕緣

加強(qiáng)線路絕緣就是采用高電壓等級的絕緣子即：適當(dāng)增加絕緣子串片數(shù)，或絕緣材質(zhì)的橫擔(dān)，特別是線路過河、過溝壑、過公路的桿塔。這種措施效果一般，相對費用低。

1.4 安裝避雷針

安裝避雷針就是采用高出桿塔線路等比保護(hù)物的導(dǎo)體，將雷電引過來，并通過桿塔引下線，將雷電引入大地，這種措施效果較好，相對費用較低。

1.5 安裝線路避雷器

當(dāng)雷擊過電壓超過避雷器的保護(hù)限值時，避雷器導(dǎo)通，讓雷電流進(jìn)大地，從而限制了電壓升高，保護(hù)了線路，一般線路靠變壓器一側(cè)需要加裝。線路避雷器費用要高一些。

2 負(fù)荷分類

按突然中斷供電引起的損失程度分類：

一級負(fù)荷：是指突然中斷供電將會造成人身傷亡或會引起周圍環(huán)境嚴(yán)重污染的；將會造成經(jīng)濟(jì)上的巨大損失的；將會造成社會秩序嚴(yán)重混亂或在政治上產(chǎn)生嚴(yán)重影響的。

二級負(fù)荷：是指突然中斷供電會造成經(jīng)濟(jì)上較大損失的，連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需較長時間才能恢復(fù)、重點企業(yè)大量減產(chǎn)等；將會造成社會秩序混亂或政治上產(chǎn)生較大影響的。

三級負(fù)荷：是指不屬于上述一類和二類負(fù)荷的其他負(fù)荷

3 雷擊易發(fā)區(qū)

一般來說，雷擊易發(fā)區(qū)有以下幾種情況：

（1）雷擊位置經(jīng)常在土壤電阻率較小的土壤上，如：金屬礦床的地區(qū)、河岸、地下水出口處。

（2）高聳突出的建筑物容易遭受雷擊。在曠野，比較孤立、突出，不是很高的建筑物也比較容易遭受雷擊，如：在田野里的涼亭、草棚等。

（3）金屬結(jié)構(gòu)的建筑物、內(nèi)部有大型金屬體的廠房，或者內(nèi)部經(jīng)常潮濕的房屋，如牛棚等。

4 山區(qū)線路的雷擊特征表現(xiàn)

這里僅根據(jù)多年的直接、間接經(jīng)驗，當(dāng)然主要是參照延安煉油廠和延安石油化工廠（以后簡稱石化廠）的多年運行經(jīng)驗總結(jié)，山區(qū)線路有著下列一些重要表現(xiàn)特征。

4.1 瞬時（或短時）近區(qū)多點，多相遭閃擊

一次雷擊掉閘時間內(nèi)，或是幾分鐘內(nèi)，近區(qū)多點，多相絕緣子遭雷閃擊，相距范圍多有在2公里左右的，這與資料書上所說的，雷云塊放電往往會有多先導(dǎo)，多分支的現(xiàn)象相一致。

4.2 桿位遭重復(fù)雷擊

桿位受重復(fù)雷擊，這比平原地區(qū)的線路要突出得多，與雷電日水平的差別也有關(guān)系，如從延安煉油廠多趟架空線路20多年雷擊統(tǒng)計數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)一個約4.6公里的區(qū)域遭雷擊的次數(shù)占了約60%，此段重復(fù)雷擊桿數(shù)占了本段桿數(shù)的285%。這說明：山區(qū)線路地形愈復(fù)雜，雷電日水平愈高，桿塔遭受重復(fù)雷擊概率越高。易遭重復(fù)雷擊的桿位所處地形具有一般規(guī)律，它們是：（1）雷電活動強(qiáng)烈區(qū)段，（2）山峰大跨越及高差大跨越，（3）向陽坡上高位桿，（4）高坡半島型的脊背上，（5）陡峭懸崖頭上，（6）瀕臨水域的高坡處。

顯然這些特殊地形原因，導(dǎo)致了最易遭受雷電閃擊。

4.3 弱點突出易遭雷擊

山區(qū)線路本身存在相對的耐雷薄弱點時，也會發(fā)生頻遭雷擊，如：桿塔處地陰過大，轉(zhuǎn)角桿大保護(hù)角的外跳線、無加強(qiáng)措施的耦合地線終端桿污穢瓷串、拉線間隙不當(dāng)?shù)炔涣记闆r。

5 山區(qū)10kV架空線路經(jīng)濟(jì)避雷措施

山區(qū)10kV架空線路經(jīng)濟(jì)避雷措施就是根據(jù)負(fù)荷重要級別再針對線路的風(fēng)險來源、地形地貌、桿塔結(jié)構(gòu)等具體條件采用不同的避雷措施，來達(dá)到防雷避雷的作用。例如大跨度過河架空線路宜采用避雷線，就10kV而言采用單根避雷線即可，這種做法：成本上比裝線路避雷器、避雷針大，施工費用也大，但這種地形要達(dá)到相應(yīng)的避雷效果就需要在經(jīng)濟(jì)性上做出讓步；在山脊上連續(xù)的幾個10kV桿塔也宜用單根避雷線，山脊也是雷電容易傷害到的位置，同樣需要在經(jīng)濟(jì)性上做出讓步。而上山、下山、山溝里的桿塔則宜根據(jù)線路的重要級別根據(jù)地形靈活選用。上、下山線路段，線路附近有高大喬木時，由于喬木在雷雨天氣引雷效果很好，就10kV而言該段線路就可根據(jù)線路重要級別少裝或不裝避雷設(shè)施；上、下山線路段的轉(zhuǎn)角桿、塔一般要加裝避雷措施；在平坦開闊拐角處的桿、塔一般也需要裝線路避雷器或避雷針。三級負(fù)荷線路在背陰狹長山溝里的桿、塔則可不用任何避雷措施。有些山區(qū)地下有金屬礦藏，雷電發(fā)生率很高，等等這些地區(qū)納入經(jīng)濟(jì)因素考慮，合理的選用避雷措施，可以盡最大可能節(jié)省費用，大幅度降低架空線路的成本。

6 應(yīng)用案例

2013年石化廠針對馬家灣水場至石化廠10kV架空線路進(jìn)行了避雷設(shè)施安裝。

6.1 馬家灣水場至石化廠的10kV架空線路

馬家灣水場至石化廠的10kV架空線路共計4.5公里，采用單回路供電主要保障廠里生活用水，短時停電不會導(dǎo)致較大經(jīng)濟(jì)損失，屬三級負(fù)荷。如果采用全線路避雷線或每根桿都加裝線路避雷器、針，明顯不劃算。實際避雷施工中采用避雷針進(jìn)行重點位置防護(hù)。在高位水罐處的2號桿，處于拐角位置的6、13、15號桿，過深溝的7、8號桿各安裝一套避雷針，避雷針做引下線與接地網(wǎng)連接，引下線采用鋼芯鋁絞線裸線，接地網(wǎng)采用桿下四個方向地埋鍍鋅接地扁鐵，埋深均大于0.8米，接地完工后實測阻值均在5歐左右，低于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)10歐；在變壓器一次側(cè)的24、25號終端桿，安裝線路避雷器。其余桿塔不是位置較低，就是周圍有高大喬木，均不加裝任何避雷設(shè)施。該趟線路共需要避雷針6套，線路避雷器2套，接地網(wǎng)8組。這樣一來無論材料、施工都做到最經(jīng)濟(jì)。該趟線路運行至今已經(jīng)歷兩個雷電多發(fā)季，均未因雷電原因?qū)е戮€路供電中斷。相比2010年至2012年，每年都至少有一起雷電導(dǎo)致供電中斷事故，效果十分明顯。

6.2 核算這趟線路加裝避雷設(shè)施費用

實際項目是按包工包料的方式進(jìn)行的，這里只列出相關(guān)的材料及施工的參考費用：每個避雷針按500元算，每組線路避雷器按1000元算，每組接地網(wǎng)材料按500元算。

馬家灣10kV線路加裝避雷設(shè)施實際發(fā)生費用（該線路有90根桿）：

500元*6+1000元*2+500元*8+5萬元施工費=5.9萬元

該線路全程加裝避雷線預(yù)計最小費用（施工費很保守）：

30元*4500米+500元*8+7萬元施工費=20.9萬元

該線路全線加裝線路避雷器預(yù)計最小費用（8組接地網(wǎng)不夠，施工費也很保守）：

1000元*90+500元*8+7萬元施工費=16.4萬元

該線路全線加裝避雷針預(yù)計最小費用（8組接地網(wǎng)不夠，施工費也很保守）：

500元*90+500元*8+7萬元施工費=11.9萬元

通過價格對比分析明顯本次施工的方案最經(jīng)濟(jì)；再對比分析避雷效果，明顯本次施工的方案效果最好。

7 結(jié)束語

綜上所述，本文對山區(qū)10kV架空線路經(jīng)濟(jì)避雷措施進(jìn)行粗淺的分析與探討，希望為山區(qū)10kV架空線路成本控制提供有益的參考，筆者也希望通過本文的粗淺闡述，使更多的人認(rèn)識到，山區(qū)10kV架空線路加裝避雷設(shè)施除了考慮技術(shù)因素外，針對10kV架空線路本身的特點及山地地形氣候特點，納入經(jīng)濟(jì)因素分析能使架空線路成本控制與防雷效果實現(xiàn)雙贏，對同類10kV架空線路項目起到一些借鑒作用。最后，結(jié)合延安石油化工廠馬家灣水場10kV高壓架空線路進(jìn)行實例分析。以上內(nèi)容意在給每位讀者一個直觀的參考。

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