空曠地區(qū)架空配電線路防雷措施分析

陳杰

摘 要：在供電系統(tǒng)中，架空配電線路是重要的組成部分，主要任務(wù)是進行電能的分配，其線路運行的安全與穩(wěn)定直接影響到供電系統(tǒng)的運行；近幾年來，隨著天氣氣候的變化，架空配電線路遭受到雷擊故障的問題時會發(fā)生，特別是在空曠地區(qū)的發(fā)生率較高，對于人們的正常用電產(chǎn)生了不利的影響。文章首先對空曠地區(qū)架空配電線路雷擊故障的特性進行了簡要分析，并重點提出了解決措施配置方案。

關(guān)鍵詞：空曠地區(qū)；架空配電線路；防雷措施

隨著我國電網(wǎng)建設(shè)的不斷發(fā)展，架空配電線路已經(jīng)成為電力系統(tǒng)中重要的構(gòu)成部分，其對電能的分配質(zhì)量直接影響到人們的正常用電。對于架空配電線路建設(shè)中其自身的絕緣水平有限，當發(fā)生雷電和暴雨天氣的時候，極易受到雷擊，特別是在空曠地區(qū)，如何提高其線路的防雷能力已經(jīng)成為供電企業(yè)亟待解決的實際問題。為此，文章以某空曠地區(qū)的10kV架空配電線路為例，對其防雷措施的配置方案進行了重點探討，為相關(guān)工作開展提供經(jīng)驗借鑒。

1 空曠地區(qū)架空配電線路雷擊故障特性分析

經(jīng)過分析研究，發(fā)現(xiàn)該10kV架空配電線路中出現(xiàn)雷擊故障較為活躍區(qū)域，地形較為平坦空曠，周邊200m范圍之內(nèi)沒有房屋建筑等，并主要呈現(xiàn)出以下幾個方面的特征：一是存在明顯的雷擊點。在這一空曠地區(qū)，由于其周邊沒有任何房屋建筑，使得該10kV架空配電線路失去了一定的阻擋和保護條件，使其極易受到雷擊，并且其雷擊點主要存在于山背豁口以及水田與山腳的交叉位置中。二是具有時間上的規(guī)律性。受到季節(jié)性氣候條件的影響，在每年的6～10月，該架空配電線路的雷擊跳閘故障會隨著雷雨天氣的增加而增加，其中7/8/9月為雷擊跳閘現(xiàn)象出現(xiàn)的高峰期，給線路搶修工作帶來了難度。三是地閃活動較為頻繁。地閃密度是體現(xiàn)一個地區(qū)之內(nèi)雷電活動強烈程度的重要參數(shù)，該空曠地區(qū)內(nèi)的10kV架空配電線路的雷擊故障位置與該地地閃分布具有較大的相關(guān)性，特別是在5～10月期間，雷電地閃活動十分頻繁。

2 空曠地區(qū)架空配電線路防雷措施配置方案

為了有效地解決該空曠地區(qū)10kV架空配電線路雷擊故障的問題，在對不同防雷措施的防雷效果進行綜合評估之后，制定出了較為合理的防雷措施配置方案，以降低雷擊跳閘率，主要以下幾個方面：

2.1 10kV架空配電線路感應(yīng)雷跳閘頻率計算

通過對10kV架空配電線路發(fā)生雷擊使附近大地產(chǎn)生感應(yīng)雷過電壓的分析，如圖1所示，當A、B兩相所產(chǎn)生的實際感應(yīng)過電壓大于絕緣子串沖擊電壓的耐受值U50%時，A、B兩相將會同時導(dǎo)致相間短路，進而引發(fā)線路跳閘；當A、B、C三相的感應(yīng)過電壓都大于U50%時，就會同時發(fā)生對地閃絡(luò)，使得斷路器跳閘。當該10kV架空配電線路發(fā)生感應(yīng)雷過電壓的最短距離為65s的時候，其累計跳閘頻率計算公式為NSFFOR=■（S■（I）-65）？籽（I）dI，其中？籽（I）為雷擊流幅值概率密度函數(shù)，其規(guī)定值為-I/88；結(jié)合該線路桿塔的上中下三相導(dǎo)線的掛點高度分別為13m、12m以及11m，通過計算得出NSFFOR=11.11。

2.2 絕緣配置

該空曠地區(qū)10kV架空配電線路發(fā)生雷擊跳閘事故最根本的原因就是其絕緣水平較低，因此必須要提高其線路的耐雷水平，一般情況下，絕緣配置主要包括了以下三種方面：（1）使用絕緣塔頭或橫擔(dān)；（2）更換沖擊電壓耐受性能較高的絕緣子；（3）采用不平衡絕緣配置的方式。雷電沖擊耐受電壓值U50%最高的瓷橫擔(dān)絕緣子的防雷效果最為明顯，由于該架空配電線路為多塔雙回輸電網(wǎng)路，結(jié)合線路的實際情況，決定采用瓷橫擔(dān)絕緣子S-185來代替原有的針式絕緣子，并適當?shù)脑黾恿私^緣子的絕緣長度；同時采用不平衡絕緣的方式，有效的提高了線路的耐雷水平。

3 避雷器

安裝線路避雷器是降低空曠地區(qū)10kV配電線路雷擊跳閘故障次數(shù)的最有效的措施之一，按照其實際用途，可以將其劃分為電站避雷器、配電用避雷器以及線路避雷器三種。通過對避雷器的動作特性進行研究發(fā)現(xiàn)，安裝相導(dǎo)線上所產(chǎn)生的感應(yīng)過電流會使避雷器進行動作，沖擊電流會入地，這一相導(dǎo)線與其他相的導(dǎo)線之間存在耦合，而耦合中的電壓與其他相導(dǎo)線的感應(yīng)過電壓會出現(xiàn)相互疊加，使得絕緣子兩端的電壓變低，從而提高了線路的耐雷水平。在該架空配電線路的上中下三相中分別安裝每組兩個的避雷器，同時在中相導(dǎo)線上安裝每組兩個的避雷器，其線路的實際防雷能力能夠提升50%以上；另外，在條件允許的情況下，還可以加裝可調(diào)間隙防雷裝置。

4 其他防雷措施

4.1 降低接地地阻

由于架空配線線路的雷擊跳閘故障的主要原因是感應(yīng)雷，降低接地電阻對防雷的實際效果不會十分明顯。但是通過采取降低接地地阻的措施，能夠有效地降低輸電線路的反擊跳閘故障的發(fā)生率，并且能夠使設(shè)備避免受到雷電沖擊波而發(fā)生損壞。另外，降低接地地阻，還能夠有效的影響地雷擊大地時線路桿塔的實際電位，對配電線路起到了間接保護作用。

4.2 保護間隙

在線路絕緣子串附近并聯(lián)上一對金屬球電極，其間隙的設(shè)置要按照絕緣子50%雷電沖擊試驗值來確定，使得這對金屬球間隙放電的電壓要小于絕緣子串放電的電壓。當發(fā)生雷擊導(dǎo)線的現(xiàn)象時，在導(dǎo)線與地之間出現(xiàn)較高的雷電過電壓，通過間隙實現(xiàn)放電，在受到電弧電動力和風(fēng)的作用之下，工頻持續(xù)電流會燃燒熄滅，避免了絕緣子串發(fā)生損壞；若線路為絕緣導(dǎo)線時，還可以避免發(fā)生雷擊斷線的問題。

4.3 架設(shè)避雷線

架設(shè)避雷線能夠提高架空配電線路的耐雷水平，已經(jīng)在我國較為廣泛的應(yīng)用。在避雷線和導(dǎo)線之間存在耦合。當發(fā)生雷擊大地時，導(dǎo)線絕緣子兩端的電壓就會降低，但是，由于避雷線的架設(shè)使得引雷作用加強，導(dǎo)致更多的雷會打到配電線路上面。為了避免發(fā)生更多的雷擊災(zāi)害，在合理架設(shè)避雷線的同時，還要提高配電線路的耐雷水平。但是在一般情況下，對于空曠地區(qū)的架空10kV配電線路而言，不建議采用架設(shè)避雷線的措施。

5 結(jié)束語

架空配電線路逐漸成為供電系統(tǒng)中越來越重要的組成部分，與人們的生活和生產(chǎn)是息息相關(guān)。對于空曠地區(qū)的架空配電線路雷擊導(dǎo)致的故障，必須要采取安裝避雷器、提高線路絕緣強度、降低接地地阻等有效地措施來減少雷擊事故的發(fā)生率，保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

參考文獻

[1]羅大強，唐軍，許志榮，等.10kV架空配電線路防雷措施配置方案分析[J].電瓷避雷器，2012（5）.

[2]蕭大林.10kV架空配電線路防雷水平及防雷擊斷線措施及分析[J].電子制作，2014（8）.

[3]張偉華.關(guān)于不同地形條件下架空配電線路的防雷探究[J].低碳世界，2014（19）.

[4]龍文華.10kV架空線路防雷措施及應(yīng)用——以深圳坪山配網(wǎng)為例[J].技術(shù)與市場，2014（12）.

[5]廖華武，李既明，鄧杰文，等.架空配電線路雷擊分析與防治措施[J].廣東電力，2013（1）.