針對華南沿海海陵島地區(qū)的10kV配網(wǎng)防雷技術(shù)的應(yīng)用

劉清敏

摘 要：海陵島位于廣東省陽江市西南端的南海北部海域，是廣東第四大島，屬亞熱帶海洋氣候，島上地形以山地丘陵為主。受地形的影響，海陵島年平均雷暴日數(shù)92天左右。為提高配網(wǎng)供電的可靠性，找出配電網(wǎng)線路在防雷措施和防雷設(shè)備上存在的缺陷和不足，針對性地改進(jìn)和完善該地區(qū)配電線路防雷措施。

關(guān)鍵詞：海陵島;10kV配網(wǎng);防雷技術(shù);應(yīng)用

一、海陵島10kV配網(wǎng)線路周邊環(huán)境及地理、地勢情況及雷擊隱患分析

（1）配網(wǎng)線路長，支線多，跨越地區(qū)復(fù)雜，同一條線路有些部分桿塔跨越山頭，有些桿塔又設(shè)置在農(nóng)田里，土壤電阻率變化大，地形復(fù)雜。據(jù)科學(xué)研究數(shù)據(jù)得出，該地屬于雷擊頻率較高的地區(qū)。

（2）線路有部份臺區(qū)變壓器或避雷器曾經(jīng)遭雷擊損壞的情況，這是由于該線路的絕緣子大部分為瓷橫擔(dān)，絕緣子的U50%沖擊放電電壓超200kV，絕緣子絕緣水平高，雷擊過流高壓缺乏泄流通道，而臺區(qū)的全波沖擊耐壓需不小于75kV。

（3）海陵島四面環(huán)海，極端天氣事件較多，周圍地理環(huán)境非?？諘?，土壤鹽堿嚴(yán)重，電阻率低，帶電云層經(jīng)過時地下極易聚積與帶電云層極性相反的電荷，帶電云層與地之間的電場強(qiáng)度會快速上升，當(dāng)電場強(qiáng)度達(dá)到一定值時，帶電云層就會對地進(jìn)行放電。

（4）周圍線路交叉過多，10kV線路處于輸電線路下，處于交叉段，直擊雷的風(fēng)險極低，但感應(yīng)過電壓和地電位反擊可能性很大。

（5）線路絕緣子的絕緣水平不平衡;同一條線，直線桿有針式絕緣子、瓷橫擔(dān)等多種類型絕緣子，針式絕緣子由于絕緣水平低，往往雷擊時，雷電流侵入的薄弱點，很容易造成絕緣子損壞。

二、配網(wǎng)線路線路型避雷器的保護(hù)范圍分析

配電網(wǎng)的接地系統(tǒng)主要采用消弧線圈接地，這樣的線路只有兩相或三相對地短路才會出現(xiàn)跳閘。相對地會出現(xiàn)兩種情況，一種是相對地電弧通過橫擔(dān)形成;另一種情況是相對地電弧在電磁力和熱應(yīng)力作用下，弧根向絕緣子負(fù)荷側(cè)的上空漂移，在空中交匯發(fā)生短路。目前架空線路防雷主要采用疏導(dǎo)和堵塞兩種方式防護(hù)。疏導(dǎo)方式是允許架空線路有一定的雷擊閃絡(luò)，但設(shè)法把雷擊閃絡(luò)后產(chǎn)生的工頻續(xù)流電弧進(jìn)行疏導(dǎo)。

故障脫離識別防雷絕緣子其實是一種串聯(lián)外間隙氧化鋅避雷器和普通絕緣子及故障指示的合體（以下簡稱避雷器），雷電波入侵時它能讓雷電順利通過，并阻止工頻電流通過的功能。同時雷擊事件是隨機(jī)的，雷擊的位置和雷電流參數(shù)都是不固定的，雷電過電壓的侵入形態(tài)是各種各樣，決定故障脫離識別防雷絕緣子防雷保護(hù)范圍的主要因素是雷電過電壓的波頭陡度。如果雷電過電壓的波頭長度大于a/150（μs），即使故障脫離識別防雷絕緣子與保護(hù)點的距離a較遠(yuǎn)，也有效果;而如果波頭長度短，則保護(hù)的距離a（m）變短。增加避雷器的設(shè)置數(shù)量，縮短了應(yīng)保護(hù)絕緣子設(shè)備到最近的避雷器之間的距離。

海陵島四周環(huán)海，臺風(fēng)等自然災(zāi)害頻繁，根據(jù)現(xiàn)場周圍環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)特點，我們主要采用故障脫離識別防雷絕緣子進(jìn)行線路保護(hù)，具體措施如下：①中間線路直線桿絕緣子是瓷橫擔(dān)，用帶故障脫離識別防雷絕緣子替換瓷橫擔(dān)絕緣子，但安裝瓷橫擔(dān)的角鋼橫擔(dān)長度短，如果安裝故障脫離識別防雷絕緣子就會造成A相與C相線距離太小，相線之間距離小于電氣安全距離，因此要把原有鐵橫擔(dān)更換成標(biāo)準(zhǔn)型長鐵橫擔(dān);②中間線路直線桿絕緣子為針式絕緣子或柱式絕緣子，用帶故障脫離識別防雷絕緣子直接替換;③耐張絕緣子桿上的跳線絕緣子是針式絕緣子或柱式絕緣子時，用帶故障脫離識別防雷絕緣子替換原有針式絕緣子或柱式絕緣子，安裝密度根據(jù)不同區(qū)域選取不同。

（1）海陵島地區(qū)10kV配網(wǎng)線路部分處于山頂，大都是海拔幾百米以下的山，這些區(qū)域，山頂、山腳和山坳口產(chǎn)生雷擊過電壓的機(jī)率和幅度大致相同，該區(qū)域的桿塔安裝故障脫離識別防雷絕緣子的間隔應(yīng)在120米-180米。若檔距在60米左右，可隔一基安裝一組即可。故障脫離識別防雷絕緣子替換原有50%的普通絕緣子，這一部分達(dá)到了50%的防雷概率;然后根據(jù)雷電波的傳輸規(guī)律，若檔距在60米左右，假設(shè)雷擊在沒裝避雷器中間桿，60/150=0.4μs，即波頭長度大于0.4μs的雷電波都能防護(hù)，雷電波頭時間的概率分布大致亦然，但其變化范圍卻與地理、氣象條件無關(guān)，且相對于幅值、陡度的化范圍而言很小，大體在0.5微秒～10微秒以內(nèi)。

（2）配網(wǎng)線路附近（600米內(nèi)）有110kV及以上高壓線路或電信、移動基站，當(dāng)發(fā)生雷擊放電時，距落雷點600米范圍內(nèi)的配電線路都會產(chǎn)生一定幅值的感應(yīng)過電壓，又因10kV配網(wǎng)線路架設(shè)高度較低，故10kV配網(wǎng)線路產(chǎn)生雷擊過電壓90%以上為感應(yīng)雷擊過電壓，因為高壓線路、電信、移動通訊基站一般架設(shè)高度較高，且鐵塔頂端裝有避雷針，所以極易受雷，應(yīng)重點防護(hù)，在該區(qū)域內(nèi)的線路逐基逐相都應(yīng)安裝故障脫離識別防雷絕緣子。

（3）田地、道路旁相對前述地形而言受雷擊概率略低，安裝故障脫離識別防雷絕緣子的間隔應(yīng)在150米-200米。若檔距在60米左右，隔二基安裝一組即可。該區(qū)域隔二基桿塔安裝一組故障脫離識別防雷絕緣子替換原有1/3的普通絕緣子。

三、結(jié)語

雷電是自然現(xiàn)象，雷擊事故是一種概率性事件，本文針對華南沿海海陵島地區(qū)10kV配網(wǎng)線路所處不同的地理環(huán)境，不同的區(qū)域，選取故障脫離識別防雷絕緣子不同的覆蓋密度，主要是以防為主，降低雷害事故概率為目的改造方法;防雷科學(xué)本身是一門自然科學(xué)與經(jīng)驗科技學(xué)的結(jié)合學(xué)科;力求找到一個既經(jīng)濟(jì)又簡便的線路防雷方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃清社，徐奔，彭利強(qiáng)，等.10kV架空絕緣導(dǎo)線防雷保護(hù)的措施研究[J].高壓電器，2010（12）：33-35.