山區(qū)10kV配電線路防雷技術(shù)研究

何勝明

摘要：架空10kV配電線路是電網(wǎng)的重要組成部分，它對電網(wǎng)的電力輸送起到了很大的作用，因此，保證它的正常工作對電網(wǎng)的安全至關(guān)重要。但由于山區(qū)架空10kV配電線路的長度和運(yùn)行環(huán)境的復(fù)雜，以及在戶外架設(shè)的特殊情況下，很容易受到閃電的影響，造成設(shè)備的損壞和短路。因此，在雷擊對架空10kV配電線路造成的危害的背景下，通過對山區(qū)10kV配電線路的防雷、接地技術(shù)進(jìn)行深入的分析，可以為電網(wǎng)安全運(yùn)行提供參考。

關(guān)鍵詞：山區(qū);架空10kV配電線路;防雷接地;技術(shù)措施

1.山區(qū)架空配電線路防雷接地技術(shù)研究的重要性

山區(qū)架空配電系統(tǒng)是山區(qū)電網(wǎng)向用戶供電的重要設(shè)施，可為當(dāng)?shù)丶爸車貐^(qū)的居民供電。然而，根據(jù)當(dāng)前各地區(qū)的電力供給情況，發(fā)現(xiàn)在雨季，由于外界環(huán)境因素，如雷擊等，10kV配電線路往往會(huì)出現(xiàn)突然的故障，給當(dāng)?shù)鼐用竦纳顜砹藰O大的不便。而一旦出現(xiàn)區(qū)域雷電，不僅會(huì)對當(dāng)?shù)厝嗣竦恼Ｉ钤斐梢欢ǖ挠绊懀疫€會(huì)造成重大的經(jīng)濟(jì)、財(cái)產(chǎn)損失。因此，在電力供給不足的情況下，可以采取有效的預(yù)防措施，降低雷擊事故的發(fā)生。

2.山區(qū)架空配電線路易遭雷擊的原因分析

（1）架空配電系統(tǒng)的絕緣等級較低。10kV配電線路的絕緣等級與線路上的絕緣子密切相關(guān)，而絕緣子的閃絡(luò)強(qiáng)度與50%的脈沖放電電壓等級相關(guān)。所以，10kV配電線路的絕緣等級越低，越容易遭雷擊。

（2）架空配電線路運(yùn)行缺少維護(hù)。由于電力系統(tǒng)對絕緣子的運(yùn)行狀況不進(jìn)行監(jiān)控，導(dǎo)致線路長期運(yùn)行，線路老化，線路中易出現(xiàn)大量低值或零值絕緣子;同時(shí)，由于大氣中煙塵、揚(yáng)灰等各種污穢的存在，導(dǎo)致絕緣子嚴(yán)重積污，絕緣水平降低。這些缺陷會(huì)造成10kV配電線路的絕緣等級降低，在出現(xiàn)雷擊過電壓時(shí)，將造成雷擊閃絡(luò)事故。

（3）配電線路應(yīng)用防雷措施不當(dāng)。35kV及以下的配電線路總體絕緣水平較低，在避雷針被閃電擊中后，閃電會(huì)在地上形成極高的電勢，從而導(dǎo)致設(shè)備的損傷。所以，在35kV及以下電壓等級的導(dǎo)線上設(shè)置避雷針，不但不能達(dá)到防雷效果，反而會(huì)適得其反。

（4）同塔雙回或同塔多回在配電線路防雷上存在的問題。在配電系統(tǒng)中，通常采用同塔多回技術(shù)來節(jié)約線路走廊，有些電桿多達(dá)4～6回。若電線遭電擊，導(dǎo)線絕緣層將被擊穿。在擊穿后，電流持續(xù)很大。持續(xù)不斷的電弧會(huì)使空氣中的熱和電離，從而對其它線路造成干擾，使所有的同極性線路都發(fā)生短路。嚴(yán)重的情況下，可能導(dǎo)致多條線路同時(shí)發(fā)生短路，影響到電力系統(tǒng)的供電可靠性。

3.山區(qū)架空配電線路防雷措施

3.1提高配電線路絕緣水平，降低雷擊閃絡(luò)率

為了提高線路局部絕緣水平，減少線路成本，可以采取架空絕緣導(dǎo)線增強(qiáng)局部絕緣，即在絕緣導(dǎo)線固定處加強(qiáng)絕緣層，從而使得放電僅在強(qiáng)絕緣層的邊沿處或者是擊穿導(dǎo)線絕緣皮后擊穿導(dǎo)線。采用這種方法可以有效地增加線路的沖擊、放電電壓，從而避免架空絕緣線被雷擊中而發(fā)生斷裂。此外，為了改善配電線路的絕緣等級和耐雷度，還應(yīng)替換50%的沖擊放電電壓值。選用了高耐雷電的人造絕緣子。在連接成絕緣子串的下部傘裙上加金屬薄膜，增加了復(fù)合絕緣子的縱向電容，提高了電勢分布。通過采用橫向外延接地體、埋設(shè)接地極、填充降阻劑等措施，可以有效地改善10kV配電線路的絕緣水平。

3.2安裝可調(diào)節(jié)的過電壓保護(hù)設(shè)備

在絕緣子串兩端并聯(lián)可調(diào)式過電壓保護(hù)間隙，使得間隙的沖擊放電電壓比絕緣子串的雷電沖擊放電電壓。在雷擊線路時(shí)，采用并聯(lián)間隙比絕緣子串更早地放電，使絕緣子串不被電弧燒焦，并能有效地防止絕緣線被擊穿，避免因雷擊而導(dǎo)致的斷線。此外，在閃電擊穿過程中，間隙擊穿是純粹的空氣擊穿，一方面，電弧在引弧角度的作用下被拉長，受到風(fēng)力和電場力的影響，有利于熄滅電弧，使雷擊建弧率下降;另一方面，當(dāng)電弧短路時(shí)，由于純空氣間隙的解離力很大，可以迅速地恢復(fù)到正常的重合閘。

3.3做好桿塔接地

在架空10kV配電線路中，桿塔自身的接地狀況直接關(guān)系到整個(gè)線路的抗雷性能。為了最大限度地降低電塔被雷擊的概率，在進(jìn)行電塔接地設(shè)計(jì)時(shí)，技術(shù)人員要通過對沿線環(huán)境、氣象條件的調(diào)查，分析其雷電活動(dòng)的范圍、頻次，合理安排和安排10kV配電線路的桿塔。同時(shí)，為了得到正確的測量結(jié)果，為桿塔的接地設(shè)計(jì)提供了可靠的依據(jù)。

3.4降低接地電阻

若不能有效地控制線路的接地電阻，不但會(huì)影響到線路的防雷能力，而且還會(huì)對線路的正常工作產(chǎn)生不利的影響。對工程技術(shù)人員來說，在架空線路的防雷接地設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意對接地電阻的控制。在工程實(shí)踐中，主要是依據(jù)架空線路所在地區(qū)的土壤電阻率，選取合適的接地方案，并據(jù)此制定相應(yīng)的接地方案，提高線路的可靠性和安全性。比如，在土壤電阻率較高的地區(qū)，可以設(shè)置垂直接地極，可以有效地解決干旱條件下的桿塔接地問題。水泥桿塔的豎向接地極與桿塔之間的間距為3～5米，而如果是鐵塔，其間距應(yīng)為5～8米。

3.6使用降阻劑

在架空輸電線的接地設(shè)計(jì)中，也要適當(dāng)選用降阻劑。降阻劑是一種由多組分組成的導(dǎo)電性物質(zhì)，置于接地體與土壤之間，一方面能與金屬接地體緊密相連，從而保證通電面的通暢;另一方面，它還能滲入土壤中，減少土壤的電阻，從而在接地體附近形成一個(gè)相對平穩(wěn)的低電阻區(qū)。采用降阻劑，既可改善架空線路的防雷性能，又可降低接地工程數(shù)量，節(jié)省金屬材料，且具有長期、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。而在采用降阻劑時(shí)，設(shè)計(jì)者應(yīng)對架空線路的接地狀況有一定的認(rèn)識，并明確線路接地應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)，從而保證其性能得到最大程度的發(fā)揮。

4.結(jié)束語

綜上所述，隨著電力系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，對電力系統(tǒng)的可靠性提出了更高的要求。當(dāng)前，目前我國強(qiáng)對流天氣越來越多，使得架空配電線路極易遭遇雷擊，而因閃電引起的線路故障也日益增多。因此本文提出了幾項(xiàng)山區(qū)架空配電線路防雷措施，可以有效地防止雷擊，減少線路雷擊跳閘，提高10kV配電線路的安全運(yùn)行水平，提高電力系統(tǒng)的可靠性。

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