淺談35kV輸配電線路雷擊故障及防雷措施

覃正蘭

[摘要]35kV線路是我國輸配電線路中比較重要的一個組成部分，它通過輸配電線路向廣大用戶直接分配電能。35kV線路屬于中壓等級的線路，通常在其運行上沒有全線的避雷保護措施，并且因為線路絕緣子的片數(shù)只為3-4片，從而使其線路絕緣水平較低，一旦遭遇雷雨天氣可能會因為配電線路不能有效防雷而產(chǎn)生線路跳閘，從而影響廣大用戶的正常用電，因此需要通過多種措施進行綜合治理，不斷完善以保證系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行，提高網(wǎng)絡(luò)的供電可靠性。本文對35kV線路的防雷狀況進行概述，并提出有效的防雷措施。

[關(guān)鍵詞]35kV輸配電線路；雷擊故障；防雷措施

經(jīng)過不斷的研究發(fā)展，為了有效的減少配電線路的雷擊故障，國內(nèi)外許多學者經(jīng)過不斷的實踐和研究，從而提出了許多配電線路防雷和避雷的措施理論，并且在現(xiàn)今的應(yīng)用中得到廣泛的發(fā)展，許多學者認為可以通過架設(shè)避雷線來有效的防護感應(yīng)雷，但是相關(guān)學者卻與其產(chǎn)生爭議，認為感應(yīng)雷不會對輸配線路造成危害，所以沒有一個統(tǒng)一的配電線路的防雷認識。在我國經(jīng)過多年的努力許多區(qū)域的電力部門已經(jīng)在雷電觀測和防雷保護研究上得到了一定的進展，并運用到架空輸配電線路的施工運行中，但是在實際的發(fā)展過程中，雷擊的危害依然是導(dǎo)致配電線路產(chǎn)生故障的重要原因。特別是在35kV這種中壓線路中，防雷措施的應(yīng)用不明顯，在實際的運行中又會受到雷擊的危害，所以更應(yīng)該加強防雷措施的維護。

一、35kV輸配電線路防雷措施概述

1.雷電的過電壓的類型分析

35kV的輸配電線路的主要作用是向廣大的用戶直接分配電能，因此配電線路網(wǎng)絡(luò)的安全運行與廣大用戶的用電質(zhì)量和安全息息相關(guān)，所以就必須通過多種措施來有效的解決線路安全運行，尤其是雷擊的危害，當35kV輸配電線路受到雷擊產(chǎn)生線路故障跳閘，應(yīng)采取相應(yīng)措施來有效的降低跳閘率是非常有必要的。我們可以依據(jù)電壓形成的物理特性，來劃分雷電過電壓的類型：（1）感應(yīng)雷過電壓，是指在架空的電路線路附近發(fā)生雷閃的現(xiàn)象，雖然沒有直接擊中線路，但是在線路的導(dǎo)線上可以感應(yīng)出和雷云極性相反的束縛電荷，從而形成雷電的過電壓。（2）雷直接擊中的導(dǎo)線過電壓，是指電路系統(tǒng)中相關(guān)輸電設(shè)備或者線路被雷直接擊中，而形成強大的雷電流的泄放通路。（3）雷直接擊中桿塔或者被避雷線反擊而形成的雷電過電壓。具體的示意圖如圖一所示[1]：

2.35kV輸配電線路的雷擊跳閘產(chǎn)生的條件

通常情況下，因為雷擊放電而產(chǎn)生的導(dǎo)線對地閃絡(luò)的現(xiàn)象是不能避免的，同時又因為35kV輸配電線路的絕緣水平不高，所以直接導(dǎo)致線路產(chǎn)生跳閘的現(xiàn)象。具體的35kV輸配電線路受雷擊而產(chǎn)生的條件一共有兩個方面的主要內(nèi)容，其一是當線路受到雷擊時，輸配線路的雷電過電壓比線路整體的絕緣水平要高時，就會發(fā)生線路的絕緣沖擊閃絡(luò)的現(xiàn)象。其二是發(fā)生的沖擊閃絡(luò)現(xiàn)象會經(jīng)過一定的反應(yīng)而形成較為穩(wěn)定的工頻電弧，致使35kV的輸配電線路產(chǎn)生相間短路，線路發(fā)生跳閘的故障。

3.35kV輸配電線路的進線段防雷保護存在的問題

35kV的輸配電線路的進線段保護是為了防止線路雷擊的普遍性舉措，主要是指在離變電所的一段線路上實行防雷措施，大概的距離是1-2千米左右。具體的措施是當35kV輸配電線路的全線沒有架設(shè)避雷線的情況下，在離變電所1-2千米的近處線路段上架設(shè)避雷線，保護角度為20度，從而使該線段有很好的避雷效果，有效的減少了繞擊和反擊的總體概率。但是通過許多的數(shù)據(jù)顯示分析，這種措施在雷害較多的地區(qū)，只在35kV輸配電線路的進線段設(shè)立避雷線根本就不能起到保護措施。例如本人所在的供電網(wǎng)絡(luò)中，有一條35kV平望線望高至川巖段，地處礦產(chǎn)資源豐富的礦山頂上，其4#桿塔就經(jīng)常被雷擊產(chǎn)生線路跳閘。據(jù)資料統(tǒng)計，4#桿塔每年至少都會有2-3次的瓷瓶炸裂現(xiàn)象發(fā)生。同時還存在許多導(dǎo)致雷擊故障產(chǎn)生的問題。具體的有：（1）桿塔的接地電阻超標，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析在進線段附近的桿塔接地電阻如果存在超標問題，是產(chǎn)生雷擊跳閘的直接原因。電阻超標的原因很可能是與接地極受到腐蝕或者與相關(guān)規(guī)定不符合而產(chǎn)生的。（2）受到中性點的接地方式影響，在35kV輸配電線路的中性點接地方式對雷擊跳閘的產(chǎn)生也有重要的影響作用，當電流小于11.4A時，當雷電過電壓是線路發(fā)生閃絡(luò)，工頻電流可以依靠熄弧來使線路的故障建弧率下降，但是如果雷電電流過高會使絕緣子被擊穿就不能很好的起到保護作用，當電流大于11.4A時，會形成連續(xù)的接地電弧，使周圍空氣被電弧不斷的離解，從而使線路發(fā)生相間短路。同時還與35kV的輸配電線路的絕緣水平不高有著直接的關(guān)系[2]。

二、35kV輸配電線路防雷措施

1.安裝35kV輸配電線路的避雷器

因為35kV輸配電線路自身設(shè)計的特性會使線路的絕緣水平不高，同時有些線路因為年久失修會使接地裝置發(fā)生銹蝕，并且許多線路也沒有實現(xiàn)全線架設(shè)避雷線。因此可以通過安裝避雷器的方法來應(yīng)對，通常情況下根據(jù)實踐的應(yīng)用分析，可以在35kV輸配電線路適當?shù)陌惭b自帶脫離裝置的無間隙類型的避雷器，該避雷器主要由絕緣間隔棒和脫離器組成，絕緣間隔棒的主要作用是使導(dǎo)線和避雷器之間存在一定的距離，從而避免線路受到過電壓的影響。而脫離器可以在避雷器發(fā)生損毀時使避雷器可以快速的脫離導(dǎo)線，防止避雷器受到雷擊后使線路接地發(fā)生不正常的現(xiàn)象。通常情況下35kV輸配電線路的無間隙避雷器的應(yīng)用參數(shù)如圖二所示：

2.降低桿塔的接地電阻

通常情況下桿塔的接地電阻，在不超過35kV的輸配電線路的防雷水平時，這樣雷電的電流沖擊時就不會對線路產(chǎn)生閃絡(luò)，所以在接地裝置的選擇上，應(yīng)該嚴格的按照試驗規(guī)程規(guī)定來安裝，但是在較高的桿塔上以及雷電頻發(fā)的地區(qū)應(yīng)該更加嚴格的控制桿塔的接地電阻值。上述所說的望高至川巖段的4#桿塔，架設(shè)好線路時所測得的接地電阻值是10Ω，后因經(jīng)常遭遇雷擊，就增加了接地極的數(shù)量，其深度也相應(yīng)的加深了，另外又加裝了避雷器。這樣重新檢測出的接地電阻值為5Ω。這之后4#桿就大大減少了雷擊次數(shù)。降低線路桿塔的接地電阻值，可利用：①增加接地極的埋深和數(shù)量，②外引接地線到附近的池塘河流中，裝設(shè)水下接地網(wǎng)，③換用電阻率較低土壤，④在接地極周圍施加降阻劑等辦法。

3.增強絕緣

懸式絕緣子是成串使用的絕緣子，用于電壓為35kV及以上的線路上，直線桿塔絕緣子的片數(shù)為3片，耐張型桿塔絕緣子為4片。但是其絕緣子串的雷電沖擊耐受能力不夠高，在雷電高發(fā)區(qū)域中可以相應(yīng)加強絕緣，增加其片數(shù)。例如直線桿為4片，耐張型桿塔為5片，以提高線路的防雷性能。

4.安裝消弧線圈

在對35kV線路安裝消弧線圈之后，當雷擊線路產(chǎn)生單向接地時消弧線圈會產(chǎn)生電感電流，從而因為與接地電流的補償作用而使線路的接地電流相應(yīng)的降低，同時還會因為消弧線圈的嵌位作用，可以很好的阻止鐵磁諧振的過電電壓的發(fā)生。因此為了更好的發(fā)揮消弧線圈的作用需要建立有效跟蹤電網(wǎng)電容的電流的自動調(diào)諧裝置，現(xiàn)今主要的應(yīng)用的裝置有兩種，其一是隨動式補償系統(tǒng)，可以自動的跟蹤電網(wǎng)電容的電流的運動狀態(tài)，然后自動的調(diào)整消弧線圈，將諧振的電壓限制在一定的范圍內(nèi)。另一種是動態(tài)補償系統(tǒng)，可以使消弧線圈離諧振點較遠，有效的避免諧振過電電壓的產(chǎn)生，當電網(wǎng)受到雷擊而接地時可以迅速的調(diào)整消弧線圈，使其保持在最佳的運行狀態(tài)，因此可以很好防止雷擊對35kV輸配電線路的影響。

三、結(jié)束語

輸配電線路的建設(shè)和應(yīng)用是社會供電的重要組成部分，其中35kV的輸配電線路在我國輸配電線路中是一個比較重要的組成部分，但因其設(shè)計的特殊性導(dǎo)致其防雷效果不高，因此應(yīng)該采取相關(guān)有效措施來預(yù)防35kV輸配電線路的雷擊故障的發(fā)生。

參考文獻

[1]高新智，仇煒，韓愛芝等.針對某35 kV配電線路防雷問題的探討[J].高壓電器，2010，46（4）：69-73.

[2]鄒路，張遠凌.論35kV輸配電線路防雷[J].民營科技，2012，（12）：71，73.