關(guān)于10 kV 配電線(xiàn)路防雷保護(hù)間隙的設(shè)計(jì)探討

鄧洛

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司惠州龍門(mén)供電局，廣東 惠州 516000）

在自然環(huán)境中，雷電帶來(lái)的影響相對(duì)較大，不僅會(huì)對(duì)用戶(hù)的用電帶來(lái)很?chē)?yán)重的影響，還會(huì)導(dǎo)致漏電、停電現(xiàn)象，引起火災(zāi)等事故的發(fā)生，這對(duì)于整個(gè)配電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)都是很大的影響，所以在配電網(wǎng)進(jìn)行建設(shè)的過(guò)程中，需要加強(qiáng)防雷措施，在保護(hù)國(guó)家公共財(cái)產(chǎn)的同時(shí)，也關(guān)注用戶(hù)的用電安全[1]。

1 常見(jiàn)的避雷裝置

圖1是一種防弧線(xiàn)夾，其缺點(diǎn)是在一定程度上沒(méi)有滅弧的能力，在受到雷擊的過(guò)程中對(duì)于瓷瓶和橫擔(dān)的放電會(huì)產(chǎn)生零序電流以及發(fā)生電流短路，引起線(xiàn)路發(fā)生跳閘。

圖1 防弧線(xiàn)夾

圖2 是一種帶避雷的間隙防雷裝置，這種防雷裝置對(duì)于安裝的條件以及技術(shù)的要求相對(duì)較高，對(duì)于放電間隙以及安裝的距離有一定的要求。圖3是現(xiàn)在常用的一種固定間隙防雷裝置，傻瓜式的安裝，在線(xiàn)路遭受雷擊時(shí)可以迅速將雷電流泄掉，具有滅弧能力。供電公司在配電線(xiàn)路上都會(huì)安裝一定的氧化鋅避雷器，作為線(xiàn)路的一種避雷措施。配電線(xiàn)路設(shè)備容易受到雷擊損壞的主要原因有：①避雷裝置安裝工藝不良；②避雷裝置質(zhì)量不合格，出現(xiàn)了低劣產(chǎn)品，導(dǎo)致避雷的效果極差；③防雷接地裝置的質(zhì)量也會(huì)影響到防雷效果，只有做好防雷接地裝置和有良好的接地，雷擊時(shí)的電流才能夠?qū)氪蟮?，不?huì)對(duì)線(xiàn)路設(shè)備和周?chē)h(huán)境造成破壞。

這些接地以及避雷裝置在使用年限上是有一定周期的，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，避雷的效果在一定程度上也會(huì)減弱[2]。接地裝置的不完整以及在發(fā)生氧化反應(yīng)的過(guò)程中，接地網(wǎng)絡(luò)范圍是有一定的限制的，接地的地極對(duì)于埋設(shè)的深度和土壤接地電阻大小在一定程度上會(huì)對(duì)于電流的分散產(chǎn)生一定的影響。10 kV的配電網(wǎng)中導(dǎo)線(xiàn)一般情況下都是裸導(dǎo)線(xiàn)，如果在通電的情況下會(huì)非常危險(xiǎn)，不應(yīng)該在外圍安裝防雷設(shè)備，且防雷的設(shè)備需要與有導(dǎo)電作用的裸線(xiàn)相連接，但如果裸線(xiàn)相對(duì)過(guò)長(zhǎng)，就會(huì)使絕緣效果減弱；另外一個(gè)重要的方面就是在導(dǎo)線(xiàn)受到雷擊時(shí)就會(huì)在一定時(shí)間段內(nèi)形成短路電流，導(dǎo)致導(dǎo)線(xiàn)被擊穿，擊穿的位置就是電弧相對(duì)集中的位置。這種擊穿主要是因?yàn)榻^緣體在一定程度上受潮或溫度過(guò)高、電壓過(guò)高等，都會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)線(xiàn)失去絕緣能力，進(jìn)而發(fā)生放電，上述過(guò)程就是因?yàn)榻^緣受到破壞。出現(xiàn)這種情況的普遍原因?yàn)椋和ㄟ^(guò)介質(zhì)擊穿一般情況下都是在電氣性能相對(duì)薄弱的地方發(fā)展起來(lái)的，這種缺陷可能發(fā)生在電場(chǎng)相對(duì)集中的地方，也可以在介質(zhì)分布規(guī)律相對(duì)不均勻的情況下發(fā)生。

圖2 帶避雷的間隙防雷裝置

圖3 固定間隙防雷裝置

2 防雷保護(hù)間隙地理位置不適合安裝裝置

配電線(xiàn)路所處的地理位置也會(huì)對(duì)防雷等效果產(chǎn)生很大的影響，比如線(xiàn)路在地理形勢(shì)相對(duì)復(fù)雜的山區(qū)，對(duì)于防雷設(shè)備的安裝點(diǎn)就很難找到一個(gè)合適的位置，接地的電阻等沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)應(yīng)有的效果。在一般情況下，線(xiàn)路都在上空，防雷保護(hù)裝置的作用是有限度的。線(xiàn)路安裝防雷的四道防線(xiàn)分別為：①屏蔽。主要采用避雷針、避雷線(xiàn)或者改用電纜等措施進(jìn)行防雷的方法。②絕緣子不閃絡(luò)。加強(qiáng)架空導(dǎo)線(xiàn)的絕緣能力，以及使用避雷器等措施。③閃絡(luò)點(diǎn)的轉(zhuǎn)移。這種方法的原理是使絕緣子的閃絡(luò)盡量不發(fā)生轉(zhuǎn)變，使電弧的工頻保持在相對(duì)穩(wěn)定的階段，為此采用的具體方法是提高電弧等熄滅的可靠性、轉(zhuǎn)移弧道的破壞點(diǎn)、使開(kāi)關(guān)不跳閘。在配電系統(tǒng)中安裝智能處理的開(kāi)關(guān)裝置，避免停電或停電后迅速重合閘恢復(fù)線(xiàn)路絕緣，這是保證線(xiàn)路防雷的最后一道防線(xiàn)，對(duì)于供電可靠性要求較高的場(chǎng)合，可以采用雙回路供電的方法。

3 防雷保護(hù)間隙絕緣子的作用失效

絕緣子的效果減弱，主要是因?yàn)榻^緣子在相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)暴露在空氣中，各種塵埃以及分子結(jié)構(gòu)都會(huì)在絕緣子的表面附合，在雷雨等天氣的作用下，雨水會(huì)將這些粒子或者雜質(zhì)淋濕，被雷擊后就會(huì)發(fā)生污閃，絕緣子失去其應(yīng)有的效果。架空配電線(xiàn)路絕緣老化嚴(yán)重時(shí)可考慮使用玻璃材質(zhì)的絕緣串，以及瓷橫擔(dān)和長(zhǎng)爬距的復(fù)合絕緣子，目的就是為了降低絕緣子閃絡(luò)時(shí)的建弧率。

4 配電線(xiàn)路遭受電擊的影響

在線(xiàn)路正常運(yùn)行的過(guò)程中，如果受到雷擊影響較大，就會(huì)對(duì)整個(gè)地區(qū)的電力系統(tǒng)或電力設(shè)備造成一定程度的損害，進(jìn)而也會(huì)導(dǎo)致配電線(xiàn)路受到損害。如今，在配電線(xiàn)路的建設(shè)過(guò)程中，相關(guān)的工作人員對(duì)于防雷工作的重視程度不斷上升。在較為先進(jìn)的防雷設(shè)備以及技術(shù)的基礎(chǔ)上，需要有效緩解雷電對(duì)于電路帶來(lái)的不利影響。在此基礎(chǔ)上，在防雷技術(shù)等的選擇上，需要綜合考慮各方面的因素帶來(lái)的影響，考慮不當(dāng)就會(huì)導(dǎo)致閃絡(luò)等現(xiàn)象的發(fā)生，在電磁等作用力的影響下最終會(huì)發(fā)生跳閘，給居民以及供電系統(tǒng)帶來(lái)不利影響。

5 防雷保護(hù)間隙的設(shè)計(jì)

一般情況下，過(guò)電壓有兩種情況，一種是大氣過(guò)電壓，另一種是操作過(guò)電壓。在線(xiàn)路設(shè)備受到直擊雷或感應(yīng)雷的影響時(shí)，電壓會(huì)劇烈升高，當(dāng)電壓達(dá)到了一定的水平時(shí)，空氣間隙就會(huì)被擊穿，絕緣擊穿很容易導(dǎo)致配電線(xiàn)路發(fā)生故障。操作過(guò)電壓實(shí)際上就是一些電感元件與電容元件之間產(chǎn)生的。在電力系統(tǒng)中，會(huì)有相對(duì)較多的電抗器以及發(fā)電機(jī)和變壓器等感性元件，當(dāng)這些電力元件在投切時(shí)，電力系統(tǒng)狀態(tài)會(huì)發(fā)生一定的變化，在這個(gè)過(guò)程中，就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)大的操作過(guò)電壓，超過(guò)了供電電壓的額定值。保護(hù)間隙的形式主要是圓形以及柱形兩種形式，兩個(gè)環(huán)狀的結(jié)構(gòu)之間保持一定的距離，才能達(dá)到平衡絕緣應(yīng)有的效果。