10 kV配電網(wǎng)架空絕緣線路的防雷策略

馬曉超

摘 要：架空絕緣線路受雷電活動，山區(qū)特殊地形、地勢、氣候和局部地理環(huán)境等影響，頻繁發(fā)生電網(wǎng)雷害事故，極大地影響了電網(wǎng)供電的可靠性。當(dāng)絕緣導(dǎo)線被雷擊時，伴有斷線事故，還會造成人員觸電等傷害。因此，要認(rèn)真探析10 kV配電網(wǎng)架空絕緣線路發(fā)生斷線故障的原理，提出有效的防雷策略，進(jìn)而更好地開展防雷工作。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；絕緣線路；防雷策略；雷擊

中圖分類號：TM863 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.150

頻繁發(fā)生的配電網(wǎng)雷害事故使配電網(wǎng)架空絕緣線路的防雷工作成為了人們關(guān)注的問題。因此，如何有效預(yù)防配電網(wǎng)架空絕緣線路遭受雷害是目前急需解決的問題。

1 10 kV架空配電線路防雷保護(hù)

架空配電線路雷擊危害主要來自雷電過電壓，而雷電過電壓又分為感應(yīng)雷過電壓和直擊雷電壓。要想做好架空配電線路的防雷保護(hù)工作，就必須制訂有效的架空配電線路防護(hù)措施。目前，配電網(wǎng)的絕緣性能比較低，配電線路架線結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，并且絕大部分配電線未采用避雷線和耦合地線防護(hù)，所以，配電線對直擊雷過電壓幾乎沒有任何防護(hù)作用。直擊雷的超高過電壓容易直接損毀配電線路和相關(guān)設(shè)備，具有極大的危險性，并且這類事故的跳閘率高達(dá)100%. 在實踐過程中，發(fā)生直擊雷過電壓事故的概率相對比較低，而絕大部分雷擊事故的誘因是感應(yīng)雷過電壓。因此，在配電線路防雷保護(hù)工作中，要高度重視直擊雷過電壓和感應(yīng)雷過電壓的日常防護(hù)，將配電線路防雷保護(hù)工作的重點(diǎn)放在感應(yīng)雷過電壓上。

10 kV架空配電線路的防雷保護(hù)策略應(yīng)以優(yōu)化線路絕緣水平、合理降低雷擊閃絡(luò)發(fā)生率為主。要盡可能避免出現(xiàn)架空絕緣導(dǎo)線遭受雷擊而發(fā)生斷線的情況。同時，要科學(xué)選擇接地方式，盡可能減小雷擊建弧率，合理運(yùn)用自動重合閘，從安裝線路避雷器、地網(wǎng)維護(hù)、避雷器定期試驗與更換等方面著手開展工作。

2 架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線事故剖析

依據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在配電線路日常運(yùn)行過程中，架空絕緣導(dǎo)線經(jīng)常會發(fā)生斷線事故。當(dāng)架空絕緣導(dǎo)線遭遇雷擊時，導(dǎo)線會因過電壓導(dǎo)致閃絡(luò)，導(dǎo)線中瞬時電流增大。因為電流作用時間短，在實踐過程中，只會擊穿絕緣導(dǎo)線，而不會斷線，所以，雷擊并不是造成架空絕緣導(dǎo)線斷線事故的原因。當(dāng)絕緣導(dǎo)線因為雷電過電壓出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象，兩相、三相出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象時，絕緣導(dǎo)線上的雷擊孔構(gòu)建成了各相線路間的短路通道。該短路通道在工頻電壓下形成工頻持續(xù)電流，導(dǎo)致電弧能量不斷提升。因為絕緣導(dǎo)線的絕緣層能阻隔電弧能量，所以，就會出現(xiàn)電弧在絕緣層表面滑動的情況。高溫電弧于絕緣層雷擊孔位置產(chǎn)生高溫灼燒，絕緣導(dǎo)線局部受熱超過燃點(diǎn)而出現(xiàn)燒熔，最終引起絕緣導(dǎo)線斷線。

由絕緣導(dǎo)線斷線的情況可知，當(dāng)多股導(dǎo)線斷線時，斷口處于脆性和韌性斷裂間。由此可以確認(rèn)，導(dǎo)線斷裂的原因是多種因素綜合所致。單純的固定弧根高溫熔斷或燒斷，斷裂面應(yīng)呈不規(guī)則狀，不會出現(xiàn)整齊斷裂的情況。當(dāng)架空絕緣導(dǎo)線斷線后，在導(dǎo)線張力的作用下，絕緣層因為來不及融化、炭化，鋁絞線因為張力原因縮進(jìn)絕緣層內(nèi)，電源側(cè)絕緣導(dǎo)線斷頭后不一定接地，所以，線路不發(fā)生相間短路或者單相接地信號。此類情況很可能會引發(fā)人員觸電傷亡事故。

3 提高線路絕緣水平

對于配電網(wǎng)，提高配電線路的絕緣水平是最有效的手段。因為直擊雷過電壓是沒法防的，一旦出現(xiàn)直擊雷過電壓，絕緣子必定會被擊穿導(dǎo)致線路跳閘。但是，直擊雷過電壓出現(xiàn)的概率并不高，出現(xiàn)頻率較高的是感應(yīng)雷過電壓，配電線路絕緣往往會在感應(yīng)雷過電壓下閃絡(luò)。因此，提高配電線路的絕緣水平能有效提高配電線路的耐雷水平，降低配電網(wǎng)雷害事故發(fā)生的概率。由絕緣子的雷電沖擊試驗結(jié)果可知，將線路絕緣子由P10換成P20，可以大幅提高線路的雷電沖擊閃絡(luò)電壓，把10 kV配電網(wǎng)的絕緣從10 kV提高到20 kV后，可以避免大部分雷電沖擊時線路的對地閃絡(luò)。但是，在此過程中應(yīng)注意，如果配電線路與變電所和配電設(shè)備的絕緣配合不當(dāng)，就會引發(fā)設(shè)備損壞事故。因為提高配電線路絕緣水平后，雷電波不能在線路上被泄放，那么，它就會沿著線路侵入到變電所，進(jìn)而危及變電所設(shè)備的絕緣，造成主設(shè)備雷害事故或配電設(shè)備事故。

4 加強(qiáng)配電網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)

加大對配電線路絕緣子檢測和更換的力度。絕緣子的長期運(yùn)行會出現(xiàn)大量的低值甚至零值絕緣子，使配電線路的耐雷水平急劇下降。瓷絕緣子運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，當(dāng)其運(yùn)行6年后，電氣機(jī)械強(qiáng)度平均降低20%.在發(fā)現(xiàn)瓷絕緣子上有龜裂的情況下，無論從電氣性能還是從機(jī)械性能方面考慮，都是有危險的，必須盡快更換。雖然局部裙邊缺損或凸緣缺損不一定會引發(fā)事故，但是，由于它會擴(kuò)展成龜裂，所以，應(yīng)及早更換，防止發(fā)生絕緣子擊穿跳閘事故。

加強(qiáng)對避雷器的運(yùn)行維護(hù)。在制造避雷器的過程中，很可能有缺陷未被檢查出來。比如，在空氣潮濕的環(huán)境中，絕緣子裝配出廠時會預(yù)先帶進(jìn)潮氣；在運(yùn)輸過程中，內(nèi)部瓷碗破裂，并聯(lián)電阻震斷，外部瓷套碰傷或者在運(yùn)輸中受潮等。在運(yùn)行電壓下長期工作，MOA閥片的老化問題也很突出。因此，加大對投運(yùn)前交接驗收試驗和運(yùn)行過程的監(jiān)測力度，積累相關(guān)的運(yùn)行經(jīng)驗，6～8年更換一次避雷器，可以有效預(yù)防避雷器在運(yùn)行中的誤動作和爆炸等事故。

5 結(jié)束語

綜上所述，在電力系統(tǒng)的發(fā)展過程中，必須充分認(rèn)識到配電網(wǎng)絕緣架空線路防雷工作的必要性，從各方面著手預(yù)防配電網(wǎng)線路可能發(fā)生的雷擊事故。在面對整個電網(wǎng)防雷系統(tǒng)出現(xiàn)的問題時，要積極研究分析，正確看待遇到的這些問題，從實際情況出發(fā)，具體問題具體分析，找到適合的解決方法。在逐步完善電力系統(tǒng)的過程中，相關(guān)工作人員要積累豐富的經(jīng)驗，學(xué)習(xí)探討新的技術(shù)措施。這樣才能提高10 kV配電網(wǎng)架空絕緣線路防雷工作的水平，提高10 kV配電網(wǎng)的供電可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]陳健明.淺析10 kV配電線路運(yùn)行防雷措施[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2014（18）：51-52.

[2]包恒朝.10 kV配電線路防雷措施研究與應(yīng)用[J].建材與裝飾（中旬），2013（7）：259-260.

[3]黃斌.10 kV架空配電線路防雷措施研究與應(yīng)用[J].大科技，2014（7）：259-260.

[4]譚瓊，李景祿，李志強(qiáng)，等.山區(qū)電網(wǎng)防雷技術(shù)[M].北京：中國水利水電出版社，2011：92-110.

〔編輯：白潔〕