淺析10kV架空配電線路防雷措施配置方案

錢(qián)　欣（馬鞍山供電公司，安徽省 馬鞍山市 243000）

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淺析10kV架空配電線路防雷措施配置方案

錢(qián)欣（馬鞍山供電公司，安徽省 馬鞍山市 243000）

電能在社會(huì)工業(yè)化以及城市化發(fā)展建設(shè)過(guò)程中承擔(dān)著很重要的角色，10kV架空配電線路是現(xiàn)階段我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)中非常重要的一個(gè)部分，廣泛的應(yīng)用于國(guó)家電網(wǎng)配置系統(tǒng)中，雷擊事故的頻繁出現(xiàn)極大的影響人們的生產(chǎn)生活以及生命財(cái)產(chǎn)安全，本文從這個(gè)主題出發(fā)，首先針對(duì)雷電對(duì)10kV架空配電線路產(chǎn)生的威脅進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)10kV架空配電線路防雷措施配置方案進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

10kV架空配電線路；雷電；防雷措施

前言

從世界發(fā)展變化進(jìn)程來(lái)看，電力系統(tǒng)不論是對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展還是工業(yè)進(jìn)步始終扮演著重要的推動(dòng)角色，電力發(fā)展對(duì)工業(yè)發(fā)展和城市化進(jìn)程有著重要的影響，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得人類的生活已經(jīng)離不開(kāi)電力系統(tǒng)的支持。一個(gè)國(guó)家的電力系統(tǒng)主要由發(fā)電、輸電。變電以及配電這幾個(gè)方面共同組成，而電網(wǎng)在電力系統(tǒng)發(fā)揮著發(fā)電和用電兩者轉(zhuǎn)換的功能，配電網(wǎng)系統(tǒng)是由架空線路、電纜、配電變壓器以及桿塔等部分共同組成的，而這些環(huán)節(jié)有著密切的聯(lián)系，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)影響整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行，除了電網(wǎng)系統(tǒng)本身出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)影響電力系統(tǒng)運(yùn)行以外，外界因素例如雷擊事故對(duì)電力系統(tǒng)的危害也不容忽視。

1　雷電對(duì)10kV架空配電線路威脅

1.1雷擊事故成因

作為一種特殊的天氣現(xiàn)象，雷電成因有很多種，所以雷電出現(xiàn)之后產(chǎn)生的現(xiàn)象非常復(fù)雜。雷電主要是由于地表面濕氣候受到蒸發(fā)上升到高空和大氣中存在的水蒸氣凝結(jié)產(chǎn)生冰晶或者水滴，然后形成積云產(chǎn)生摩擦運(yùn)用，在氣流上下摩擦的過(guò)程中產(chǎn)生正負(fù)兩種電荷的積云，這種積云就是雷云。

1.2雷電對(duì)10kV線路造成的危害

如果10kV架空配電線路或者周?chē)碾娋W(wǎng)系統(tǒng)線路受到雷擊影響，那么線路導(dǎo)線會(huì)受到比較強(qiáng)烈的電磁感應(yīng)，在電磁感應(yīng)作用下會(huì)短時(shí)間出現(xiàn)較高的電壓，雷擊事故產(chǎn)生的電壓已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了電網(wǎng)線路電壓負(fù)荷，所以一旦被雷電擊中，會(huì)嚴(yán)重的損壞電網(wǎng)線路絕緣體，導(dǎo)線會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的燒損、跳閘，如果嚴(yán)重的話還會(huì)燒壞避雷器，對(duì)電力設(shè)備造成一系列的影響，一方面嚴(yán)重的影響電路設(shè)備的正常運(yùn)行和正常供電，另一方面還會(huì)給工業(yè)生產(chǎn)造成經(jīng)濟(jì)損失。

2　10kV架空配電線路防雷措施應(yīng)對(duì)措施

2.1提升絕緣配置質(zhì)量

如果配電線路出現(xiàn)感應(yīng)雷電過(guò)電壓的現(xiàn)象，因?yàn)榫€路外部絕緣體層次相對(duì)較低，所以絕緣子損壞會(huì)很?chē)?yán)重，所以為了避免絕緣子嚴(yán)重受損，需要選擇高質(zhì)量的電路材料，在具體的配電線路安裝施工過(guò)程中嚴(yán)格的按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求的間距進(jìn)行安裝，最大限度的提升配電線路外部絕緣體絕緣層次。

10kV架空配電線路遇到雷電跳閘現(xiàn)象最根本的原因是電路絕緣水平較低，所以首先要強(qiáng)化電路絕緣能力，提高線路抗雷擊水平。表格1顯示的是現(xiàn)階段不同絕緣子防雷擊效果比較，表格2顯示的是不同絕緣子U50%以及雷擊跳閘頻率比較。

表1　不同絕緣子防雷擊效果比較分析

表2　不同絕緣子U50%以及雷擊跳閘頻率比較分析

現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)針對(duì)10kV架空配電線路絕緣設(shè)置主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：

（1）不平衡絕緣配置；

（2）使用絕緣橫擔(dān)或者是絕緣塔頭；

（3）更換現(xiàn)有的絕緣子，換成對(duì)沖擊電壓承受性能更好的絕緣子。

從表2中可以明顯的看出，在使用瓷橫擔(dān)絕緣子的情況下，雷擊跳閘頻率明顯的高于針式絕緣子，同時(shí)從目前我國(guó)珠江三角洲地區(qū)的使用效果來(lái)看，瓷橫擔(dān)絕緣子能夠有效的提升10kV架空配電線路防雷擊能力。同時(shí)在同塔多回輸電網(wǎng)絡(luò)中，累計(jì)跳閘主要是感應(yīng)雷造成的，而使用不平衡絕緣能夠有效的減低雙回同跳頻率，所以一旦絕緣子出現(xiàn)絕緣閃絡(luò)現(xiàn)象導(dǎo)致單相接地，那么這一相的導(dǎo)線相對(duì)于10kV架空配電線路地線能夠有效的耦合一部分的感應(yīng)過(guò)電壓，降低其余導(dǎo)線感應(yīng)，提高整體抗雷擊水平。表1顯示的是在不平衡絕緣條件下的絕緣子防雷擊效果，結(jié)合兩個(gè)表格可以看出，瓷橫擔(dān)絕緣子在使用不平衡絕緣條件下防雷效果明顯的出現(xiàn)下降，所以針對(duì)這一問(wèn)題，可以在10kV架空配電線路中使用絕緣橫擔(dān)代替鐵橫擔(dān)，通過(guò)提升絕緣水平，來(lái)提升抗雷擊水平。

2.2在10kV架空配電線路中安裝避雷器

在10kV架空配電線路中安裝避雷器能夠有效的降低雷擊事故線路跳閘頻率，所以針對(duì)雷擊事故頻發(fā)以及雷電活動(dòng)頻繁的地區(qū)，可以適當(dāng)?shù)脑谂潆娋€路桿塔上安裝避雷器，同時(shí)針對(duì)一些土壤電阻率相對(duì)較大的地區(qū)也需要安裝下路避雷器，配電線路安裝避雷器一方面能夠有效提升線路抗雷擊水平，另一方面能夠起到抑制電壓的效果，雷擊閃絡(luò)之后，避雷器能夠有效的抑制工頻續(xù)流，同時(shí)避雷器的安裝需要注意以下兩個(gè)方面的內(nèi)容：

2.2.1選擇合適的避雷器

避雷器的選擇必須嚴(yán)格的按照配電網(wǎng)所在地區(qū)線路特征進(jìn)行配對(duì)，10kV配電線路比較適用的避雷器是氯化鋅避雷器，這種避雷器體積比較小，同時(shí)散熱性能較好，能夠快速的阻斷工頻續(xù)流，很好地吸收累積過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)量電能，同時(shí)為了能夠提升隔離效果，可以按照串聯(lián)間隙的方式安裝，在安裝了電阻片的位置避雷器不會(huì)承受系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的電壓影響，能夠長(zhǎng)期的維護(hù)線路運(yùn)行。

2.2.2避雷器安裝位置選擇

避雷器對(duì)于10kV架空配電線路防雷保護(hù)僅僅是針對(duì)桿塔所在區(qū)域，但是從經(jīng)濟(jì)效益的角度考慮，無(wú)法實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)全線路避雷器安裝，所以避雷器的安裝一定要選擇合適的位置，一般情況下，在雷電頻繁出現(xiàn)區(qū)域桿塔位置安裝避雷器，在變壓器、線路開(kāi)關(guān)等重要的設(shè)備上安裝避雷器，總體上按照T型進(jìn)行避雷器安裝。

2.3減低桿塔接地電阻

10kV架空配電線路桿塔的實(shí)際接地電阻對(duì)防雷效果有很大的影響，所以通過(guò)降低桿塔實(shí)際接地電阻能夠有效的安靜地配電線路反擊跳閘頻率，因?yàn)?0kV架空配電線路在遭受雷擊的時(shí)候，跳閘主要是感應(yīng)器引起的，所以通過(guò)降低電路接地電阻只是間接的提高防雷效果，同時(shí)通過(guò)降低接地電阻能夠邊出現(xiàn)雷電沖擊泄放，避免配電線路設(shè)備受到強(qiáng)烈雷電沖擊波而損壞。在一些偏僻的山區(qū)，雷電活動(dòng)比較頻發(fā)，配電線路桿塔接地位置電阻較高的情況下經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)雷擊閃絡(luò)現(xiàn)象，嚴(yán)重的影響整個(gè)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。所以為了能夠有效的降低這些地區(qū)電路雷擊跳閘率，提高電網(wǎng)線路抗雷效果，需要合理的降低配電線路桿塔接地電阻，可以通過(guò)外引接地、擴(kuò)大桿塔接地面積、深埋接地極、使用降阻劑以及安裝水平外延接地體等方式來(lái)降低桿塔接地電阻，同時(shí)在實(shí)際的安裝過(guò)程中，需要根據(jù)配電線路當(dāng)?shù)貭顩r進(jìn)行科學(xué)對(duì)比，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行嚴(yán)格考察，選擇最佳的避雷方式，一般情況下，比較常用的避雷方式是在水平接地部分加入降阻劑，這種方法是目前效果最明顯的方式。

2.4桿塔架設(shè)避雷線

避雷線能夠有效的提高配電線路耐雷水平，目前，我國(guó)配電網(wǎng)系統(tǒng)中只有很少一部分在10kV架空配電線路中架設(shè)避雷線，因?yàn)橥ǔ６际窃?10kV以及以上的輸電線路中比較常見(jiàn)，圖1顯示的是配電線路桿塔架設(shè)避雷線示意圖。

圖1　配電線路桿塔架設(shè)避雷線

在出現(xiàn)雷擊現(xiàn)象的過(guò)程中，避雷線和線路導(dǎo)線之間存在耦合，能夠使作用于線路導(dǎo)線絕緣子兩端的電壓降低，所以在雷擊過(guò)程中避雷線擔(dān)當(dāng)重要的角色，但是如果在10kV架空配電線路上架設(shè)避雷線會(huì)加強(qiáng)線路的引雷作用，對(duì)于雷電災(zāi)害嚴(yán)重的區(qū)域可能會(huì)給配電線路造成更多的危害，所以選擇在10kV架空配電線路上安裝避雷線的時(shí)候一定要做認(rèn)真的勘察，在適合的地區(qū)安裝，盡可能在雷電災(zāi)害嚴(yán)重的必去少安裝避雷線。

2.5防雷絕緣子

防雷絕緣子和避雷器屬于兩種不同的防雷產(chǎn)品，防雷絕緣子能夠承受支柱式的絕緣子或者針式絕緣子在配電線路上承受的導(dǎo)線壓力，這是避雷器所不能實(shí)現(xiàn)的。所以針對(duì)10kV架空配電路防雷設(shè)計(jì)可以根據(jù)不同的氣象條件架設(shè)不同數(shù)量的防雷絕緣子。例如，在多雷地區(qū)可以每隔一檔裝設(shè)一組，也可以和避雷器配合使用，對(duì)于少雷地區(qū)，可以每隔5檔裝一組，但是具體的安裝還是需要根據(jù)氣象條件進(jìn)行。

3　結(jié)論

作為我國(guó)現(xiàn)階段配電網(wǎng)系統(tǒng)相對(duì)重要的構(gòu)成部分，對(duì)10kV架空配電線路電網(wǎng)維護(hù)工作至關(guān)重要，由于10kV架空配電線路整體結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以在選擇防雷措施進(jìn)行防雷設(shè)置的過(guò)程中，要考慮到每一個(gè)環(huán)節(jié)，從整個(gè)配電系統(tǒng)的整體安全穩(wěn)定運(yùn)行出發(fā)，提高線路防雷效果，給社會(huì)生產(chǎn)和人類生活提供更好的保障。

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2016-5-20

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2095-2066（2016）16-0029-02