10kV架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線防護(hù)探討

鐘萬軍

摘 要：近年來廣東電網(wǎng)陽江陽春供電局春城供電所10kV架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線情況，對配電架空線路雷電感應(yīng)過電壓產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了探討和分析基礎(chǔ)上，找出斷線原因，并提出可行的解決對策。

關(guān)鍵詞：春城供電所；絕緣導(dǎo)線；雷電感應(yīng)過電壓；解決對策

與電纜線路對比，絕緣線路具有投資省、建設(shè)快的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前，陽春供電局管轄范圍與電纜線路對比，絕緣線路建設(shè)速度快、投資額度小。目前在陽春供電局所進(jìn)行管轄的范圍之內(nèi)，架空絕緣導(dǎo)線運(yùn)行的比例在總的10kV線路中逐年增加，因而雷擊斷線問題也十分突出，引起了陽春供電局運(yùn)行管理人員和領(lǐng)導(dǎo)的高度重視。

1 雷擊斷線統(tǒng)計(jì)分析

2006年6月始，陽春供電局春城供電所架空配電線路開始大范圍地使用的架空絕緣導(dǎo)線，雷擊斷線問題一直存在，2008年5月、6月份強(qiáng)雷暴天氣異常強(qiáng)烈，更使得雷擊斷線問題凸顯出來。2008年5月1日至 6月30日，春城供電所10kV線路累計(jì)故障停電80次，受強(qiáng)雷暴天氣影響，故障次數(shù)、停電時(shí)戶數(shù)大幅上升，因雷擊引起的故障合計(jì)38次，占故障總次數(shù)的47.5%，占故障停電時(shí)戶數(shù)的65.26%。

2 空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的原因。

2.1 直擊雷

直擊雷指的是地面上突出物與雷云之間所形成的電場強(qiáng)度，足以形成空氣擊穿強(qiáng)度時(shí)的放電現(xiàn)象。據(jù)多年實(shí)際經(jīng)驗(yàn)可知，所有經(jīng)直擊雷所侵襲的設(shè)施或相關(guān)設(shè)備，均會存在不同程度的損害情況。

2.2 雷電感應(yīng)

雷電感因出現(xiàn)的機(jī)理不同，可分為兩類，分別是電磁感應(yīng)類與靜電感應(yīng)類，通常情況下均可稱為感應(yīng)雷。靜電感應(yīng)與電磁感應(yīng)均可對電氣設(shè)備造成影響或出現(xiàn)絕緣擊穿的情況，其中靜電感應(yīng)指的是當(dāng)雷云與地面距離縮短后，地面上存在的突出建筑物存在的異性電荷量較多，若雷云或其他異性雷云發(fā)生放電現(xiàn)象后，便可導(dǎo)致建筑物頂部所聚集的電荷束縛失效的情況，雷電波高速傳播，形成雷電感應(yīng)[ 1 ]；電磁感應(yīng)指的是雷擊發(fā)生時(shí)雷電流周圍的磁場發(fā)生了較快速的變化，其周圍金屬導(dǎo)體存在較為明顯的高電壓。另外當(dāng)雷擊在架空導(dǎo)線上電流隨著線路迅速移動，兩側(cè)線路雷電流出現(xiàn)沖擊電壓，便會形成雷電入侵波。

3 防止架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的措施

3.1 安裝避雷線

于空曠的地區(qū)，采用避雷線對配電線路行屏蔽保護(hù)，導(dǎo)線感應(yīng)過電壓下降1-k倍[ 2 ]。對于高11m、間距為0.7m的導(dǎo)線配電絕緣線路，如果雷擊點(diǎn)與架空線路之間的距離為50m，雷電流幅值在100KA左右，對于沒有避雷線，其感應(yīng)過電壓則最高為550kV左右；若安裝的避雷線為12m高，且僅有一根，那么感應(yīng)過電壓則僅為330kV，有所降低。這便說明通過避雷線對感應(yīng)過電壓進(jìn)行限制，是具有一定局限性的，雖有作用，但卻不明顯。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)中壓配電線路其絕緣水平相對較低，避雷線遭受雷擊后較容易出現(xiàn)反擊閃絡(luò)的情況，工頻續(xù)流燒斷絕緣導(dǎo)線的情況依然會出現(xiàn)。所以，直擊雷頻繁區(qū)域可采用架設(shè)地線的方式避免直擊雷，同時(shí)還可利用該方式輔助限制感應(yīng)雷電過電壓雷擊斷線。

3.2 安裝避雷器

世界各國均采用過安裝避雷器在配電線路上的方式，該方法可對配電線路雷電過電壓進(jìn)行限制，通過分析該作用的行程主要包括以下因素：一是其可感應(yīng)過電壓幅值并進(jìn)行限制，二是當(dāng)雷擊閃絡(luò)后，其可對放電能量進(jìn)行吸收，并對工頻續(xù)流進(jìn)行限制，從而對導(dǎo)線進(jìn)行保護(hù)。

從前面雷擊斷線分析可以看出，當(dāng)工頻續(xù)流不斷作用在擊穿點(diǎn)，便會使絕緣導(dǎo)線出現(xiàn)燒斷的情況，所以對工頻續(xù)流進(jìn)行限制，便在可一定程度上降低雷擊斷線故障的發(fā)生率。

在選擇避雷器時(shí)需要結(jié)合多方面因素進(jìn)行考慮。若要延遲避雷器使用壽命，降低其發(fā)生故障的幾率，減少因加裝避雷器而出現(xiàn)的線路故障，便可考慮選用存在間隙的氧化鋅避雷器，工頻電壓對于ZnO閥片正常時(shí)的影響較小，且具有不易老化的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)雷電過電壓或工頻續(xù)流時(shí)才會動作。因?yàn)橐话闱闆r下約有95%左右感應(yīng)雷其放電電流是低于95%、1000A的，所以選擇避雷器時(shí)，可將其技術(shù)經(jīng)濟(jì)性作為考慮通流能力的主要因素，其中5kA的限流元件便是首選。但需要注意的是若直擊雷雷電流較大，多超過20kA，避雷器便有可能會因通流能力不足發(fā)生爆炸[ 3 ]。

內(nèi)置間隙的氧化鋅避雷器安裝時(shí)需剝除一段導(dǎo)線的絕緣層，因?yàn)槔讚糸W絡(luò)點(diǎn)一般在瓷瓶綁扎處30cm附近，因此絕緣剝離長度宜長于60cm，安裝后再用絕緣罩密封，施工較復(fù)雜、投入高。

3.3 安裝穿刺型防雷線夾

防止10kV架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線，用“穿刺型防雷線夾”可對雷電沖擊放電路徑進(jìn)行定位，對工頻電弧弧根進(jìn)行疏導(dǎo)，保護(hù)絕緣導(dǎo)線。

3.4 延長閃絡(luò)路徑

在防止雷擊斷線的方法中， 對閃絡(luò)路徑進(jìn)行延長、對工頻續(xù)弧進(jìn)行降低，屬于思路之一。加強(qiáng)局部絕緣，于針式瓷瓶上綁扎導(dǎo)線部位給予加強(qiáng)絕緣處理，設(shè)置1.5m長絕緣層，提高絕緣度，放電時(shí)只能于加強(qiáng)絕緣邊沿處擊穿導(dǎo)線， 沿面閃絡(luò)，雷電流擊穿點(diǎn)距橫擔(dān)等接地點(diǎn)之間，閃絡(luò)路徑加長，難以建弧形成工頻續(xù)流， 對絕緣導(dǎo)線形成保護(hù)。

3.5 提高線路絕緣耐壓水平

針式瓷瓶更換為合成絕緣子，使線路沖擊耐壓水平增加，保障只有高雷電感應(yīng)過電壓時(shí)閃絡(luò)，工頻續(xù)流時(shí)因放電爬距大無法建弧而熄

滅[ 4 ]。但合成絕緣子高度較大，50%放電電壓為300kV的合成絕緣子高度約為400mm，并且合成絕緣子經(jīng)多次閃絡(luò)后將會損傷。

4 結(jié)語

感應(yīng)雷過電壓的防護(hù)是配網(wǎng)電防雷首先要解決的問題，絕緣導(dǎo)線幾乎雷擊必?cái)嗑€，對絕緣導(dǎo)線雷擊斷線保護(hù)效果良好，有效減少雷害事故，提高電網(wǎng)安全運(yùn)行水平。

參考文獻(xiàn)：

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