10 kV配電線路防雷措施探析

蘇風雨，范韓璐，徐 鐳，李 斌

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司 泰州供電分公司，江蘇 泰州 225300）

0 引 言

眾所周知，10 kV配電網(wǎng)具有復雜性，受感應(yīng)雷的影響較大[1]。配電線路受到雷電過電壓的影響主要分為感應(yīng)雷與直擊雷，由于配電網(wǎng)在絕緣水平不高狀況下無法配置避雷器等設(shè)備，所以當線路遭受直擊雷時難以起到應(yīng)當?shù)姆雷o作用[2]。感應(yīng)雷的電壓幅值與多種因素有關(guān)，并且雷閃擊可以在很大范圍內(nèi)產(chǎn)生一系列衍生影響，增加雷擊的影響范圍，從而出現(xiàn)擊穿和閃絡(luò)等安全事故。

1 10 kV配電網(wǎng)防雷難點問題分析

1.1 10 kV配電網(wǎng)防雷難點

10 kV電網(wǎng)在絕緣配置上大多采用的是針式絕緣子，在雷電活動情況較少時，可以滿足正常運行要求[3]。但在雷電活動相對頻繁的情況下，容易發(fā)生絕緣子雷擊閃絡(luò)、雷擊斷線以及其他因素引起的閃絡(luò)事故，特別是絕緣導線問題。據(jù)資料統(tǒng)計，大多數(shù)雷電頻繁地區(qū)這一事故發(fā)生率高達30%以上。因此，如何做好配電網(wǎng)防雷工作成為國網(wǎng)公司及各供電部門需要解決的緊急問題。

1.2 10 kV配電網(wǎng)雷擊主要原因

1.2.1 設(shè)備安裝不標準

在經(jīng)濟快速發(fā)展過程中，個別企業(yè)在元器件和材料的生產(chǎn)中只顧利益，造成產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)問題。目前來說，由于設(shè)備構(gòu)成條件，如線桿、開關(guān)以及開閉所等基礎(chǔ)設(shè)備的安裝工藝不規(guī)范或未按照相關(guān)條例進行施工，使得配電線路易遭雷擊的隱患越來越明顯[4]。此外，設(shè)施缺乏人工日常維護檢修，遭到周圍基礎(chǔ)建設(shè)施工破壞等都是引發(fā)配電線路故障遭受雷擊的原因。再者，不及時檢修更換元器件，也會使其工作效率降低。

1.2.2 10 kV線路防雷等級低

在電網(wǎng)架設(shè)時，通常會在10 kV線路上方鋪設(shè)110 kV以上高電壓等級的線路。由于高電壓等級的線路容易引來雷電，因此使得10 kV配電線路遭受雷擊的概率有所增加[5]。相對于其他高電壓等級輸電線路，10 KV線路本身的防雷設(shè)計等級比高電壓等級的線路要低，所以當兩者都位于雷電易發(fā)區(qū)并且發(fā)生同等級雷電情況時，10 kV線路由于防雷等級低更容易遭受更嚴重的損害[6]。因此需要增加防雷等級，在基礎(chǔ)上解決這一問題。

1.2.3 針式絕緣子耐壓等級低

針式絕緣子是電網(wǎng)中常用的一種絕緣工具。相對于其他絕緣子來說，其耐壓等級較低，廣泛應(yīng)用于10 kV的線路。針式絕緣子和高電壓等級輸電線路具有不同的特點，其雖然具有多種優(yōu)點，如線路跨度大，能夠抵御突如其來的強臺風和雷電等惡劣的自然環(huán)境，但是也存在一些明顯的缺陷[7]。例如，當針式絕緣子發(fā)生故障時，工作人員很難確定故障發(fā)生的位置，從而增加搶修時間，復電效率較低。針式絕緣子能夠掩飾自身的缺陷，比如當針式絕緣子被強雷電擊穿擊破后，由于其自身的耐壓程度較高，因此依舊能夠繼續(xù)正常使用，但其使用壽命及可靠度則大打折扣。這種現(xiàn)象的一大隱患就是運行人員在行駛時不能及時發(fā)現(xiàn)故障發(fā)生的位置，不能在第一時間排除配電線路中的安全隱患[8]。久而久之該線路存在的危險隱患將會越來越嚴重。

1.2.4 后期維護檢修不及時

任何設(shè)備及設(shè)施都是有壽命的，即使再好的元器件常年失修也難免會罷工。電網(wǎng)維護，尤其是鄉(xiāng)村間的電網(wǎng)維護一直都是難點重點。檢修維護工作人員在工作中不易發(fā)現(xiàn)元器件的損耗，難以發(fā)現(xiàn)安全隱患，這也是電力行業(yè)工作者遇到的比較棘手的問題。電器元件的老化，將使得其工作耐力下降，在遭受雷擊時更加容易產(chǎn)生問題。

2 10 kV電網(wǎng)防雷措施

高壓電網(wǎng)防雷措施是整個電網(wǎng)中不可缺失的一環(huán)。只有將這一環(huán)節(jié)做好，才能有效保證電路的正常運行和周圍用電人員的安全，減少不必要的損失，確保用電的安全和穩(wěn)定。關(guān)于10 kV電網(wǎng)防雷的措施有以下幾種。

2.1 根據(jù)情況安裝正確的符合規(guī)格的避雷器

避雷器是配電項目中最重要的防雷裝置，在防雷系統(tǒng)中起到龍頭地位。在10 kV的配電線路中，該裝置能夠有效保證線路的整體安全。在選擇避雷器時，可選擇氧化鋅避雷器。避雷器工作時，在電壓、持續(xù)電流以及雷擊過電壓等相關(guān)因素的作用下，很可能會出現(xiàn)元器件老化等一些常見問題。而氧化鋅避雷器可以針對性地對線路中的薄弱環(huán)節(jié)展開專門的保護動作，在很大程度上對10 kV配電網(wǎng)起到有效的保護作用，更好地保護電網(wǎng)的正常運行。

2.2 適當降低桿塔接地電阻

在案例和資料中可以發(fā)現(xiàn)，在很多10 kV配電線路防雷擊技術(shù)中有一個運用特別廣泛的方法，即降低桿塔接地電阻。該方法適用于土壤電阻率較低的地區(qū)和平原地區(qū)，其應(yīng)用相對靈活，可根據(jù)不同的地區(qū)和環(huán)境進行改變。具體應(yīng)用時要根據(jù)不同地區(qū)的雷電發(fā)生率、土壤電阻率、氣候、當?shù)氐牡匦蔚孛惨约巴寥赖臐穸鹊认嚓P(guān)情況來制定合理的方案，不能完全照搬。

2.3 降低閃絡(luò)概率，提高線路的絕緣水平

在上文中說過10 kV配電網(wǎng)絡(luò)具有較低的絕緣水平，當遭受雷擊時有很大概率會出現(xiàn)線路絕緣子閃絡(luò)的情況。在某些塔架上布置了4路以上的回路，雖然可以減少線路走廊，降低投資成本，但由于同塔共架多回路線路間的距離不足，因此一旦遭受雷擊后，就會引發(fā)回路接地事故或其他重大事故，將在很大程度影響線路供電的可靠性和穩(wěn)定性。根據(jù)以上論斷提出以下的對應(yīng)措施：一是增加絕緣子的片數(shù)或更換新的相匹配的絕緣子型號，提高防雷等級；二是使用絕緣導線來取代原有的裸導線，增加絕緣值；三是在絕緣子和導線間加入絕緣皮。根據(jù)實際情況采取相對應(yīng)的措施，降低雷電過電壓造成線路閃絡(luò)的頻率，起到穩(wěn)定電路的功能。

2.4 提高配網(wǎng)饋線自動化覆蓋率。

受我國地理環(huán)境影響，南方地區(qū)在雷雨季節(jié)雷擊活動比較頻繁。雷電感應(yīng)過電壓是引起線路跳閘的關(guān)鍵因素，由瞬時故障造成開關(guān)跳閘的案例很多，因此提高雷電活動頻繁地區(qū)的配網(wǎng)饋線自動化覆蓋率至關(guān)重要。使用自動重合閘開關(guān)，在雷擊影響其工作環(huán)境的情況下進行跳閘保護，后續(xù)根據(jù)穩(wěn)定性再自行恢復，可以實現(xiàn)快速復電，減少停電時間，降低人力運維的成本和運維工人的工作量。此外，通過配合自動化開關(guān)，可以實現(xiàn)非故障端快速復電，減少不必要的損失，提高自動化覆蓋率，在受到雷擊影響后快速響應(yīng)并作出修復，有效解決偏遠地區(qū)的復電效率問題，減少不必要的資源浪費。

3 結(jié) 論

綜上所述，除了做好基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和完善，還要求相關(guān)運營和維修人員加強理論知識，利用理論基礎(chǔ)和現(xiàn)實情況相結(jié)合的方式對電網(wǎng)線路防雷工作作出重要部署。合理安置相應(yīng)的線路及過電壓保護器，通過了解和掌握架空避雷線的使用方法，將避雷器安裝在合理位置，可以在最大的程度上減少我國10 kV配電線路雷擊故障的發(fā)生率，有效保證電網(wǎng)運行的安全穩(wěn)定性。