摘要：10kV架空線路雷擊危害事故頻繁發(fā)生，嚴重威脅到10kV配電網供電的安全性、可靠性和經濟性，直接影響到廣大人民群眾的正常生產、生活用電。結合經驗，對10kV架空線路運行時發(fā)生雷擊危害的主要原因進行歸納總結，分析探討了10kV架空線路的雷電綜合防護措施，具有非常重要的工程實踐應用意義。

關鍵詞：10kV架空線路；雷擊危害；防雷保護

作者簡介：邊文明（1982-），男，江西撫州人，中鐵二十四局集團上海電務電化有限公司電務工程分公司，工程師。（上海?210071）

中圖分類號：TM72?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）27-0140-01

10kV屬于中壓配電網絡，是我國城市主干配電網絡。由于受當時技術水平和綜合投資資金等因素的制約，10kV網絡在當時規(guī)劃建設過程中，其網狀結構和配電網絕緣水平普遍偏低，尤其是在環(huán)境較為復雜地區(qū)，易受到雷電危害。據(jù)一些統(tǒng)計文獻資料表明，雷擊架空線路跳閘事故是10kV架空線路常見故障，其占配電網故障比例一直居高不下，約80%以上的故障是由于雷擊危害引起。架空線路雷擊危害常發(fā)生在配電變壓器、柱上斷路器以及隔離開關等設備處，也時常引起架空線路絕緣子發(fā)生閃絡，在很大程度上影響了配電網供電可靠性和供電公司電網運營經濟效益。

一、10kV架空線路雷擊跳閘事故發(fā)生原因分析

1.絕緣水平不匹配引起跳閘事故

10kV架空線路絕緣水平與電氣設備絕緣水平之間存在不配合問題，是導致配電網發(fā)生雷擊跳閘事故的主要原因之一。10kV架空線路由于受當時建設制造水平、設計方案以及后期運行維護措施等因素的影響，很多線路在耐張桿塔上直接采用兩片LXY1-70型玻璃絕緣子串，而其跳線絕緣子則采用SC-210型瓷瓶。另外，架空線路配電變壓器高壓側及電纜入地端則僅采用單組閥式避雷器進行雷擊防護。而從大量雷電沖擊試驗數(shù)據(jù)可知，兩片LXY1-70型玻璃絕緣子的U50%沖擊放電電壓高達195.85kV，而SC-210型支柱式瓷瓶絕緣子其U50%沖擊閃絡電壓大約為255.73kV。但根據(jù)DL/T620-1997《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》行業(yè)標準相關技術要求：10kV配電變壓器全波沖擊耐壓在75kV左右，這樣就會導致絕緣子絕緣水平與線路不匹配，加上避雷器泄流能力有限，導致一部分雷電過電壓仍能侵入到配電電氣設備及電纜線路側，進而導致線路發(fā)生跳閘事故。

2.感應過電壓引起跳閘事故

10kV架空線路大多位于城市郊區(qū)，線路桿塔周圍存在大量水塘、水田。由于水的電導率要遠大于周圍土壤電導率，這樣就容易導致架空線路在遭受雷擊過程中產生較大的感應雷過電壓，進而引起線路發(fā)生跳閘事故。

3.避雷器防雷性能質量降低引起跳閘事故

目前，一些10kV架空線路中依然還存在使用老式閥型避雷器的問題。由于閥型避雷器已經運行較長歲月，其密封已經受到破壞而受潮，運行相電壓時其電暈效應相當嚴重，進而在避雷器內部產生硝酸鹽等化合物，致使氣體中的氧和氮大量減少，導致避雷器氣壓降低，工頻放電電壓也大大下降。另外，污穢等除了會引起避雷器放電電壓降低外，還能使避雷器滅弧性能降低，嚴重時還可能切斷不了續(xù)流進而引發(fā)避雷器發(fā)生爆炸。

4.接地引下線存在問題引起跳閘事故

接地引下線作為配電設備與配電網接地體間的連接體，其質量水平的高低對配電設備接地防雷性能的正常高效發(fā)揮非常重要。10kV架空線路接地引下線連接不規(guī)范、不合理，也是引起配電網雷擊跳閘事故的主要原因之一。

二、10kV架空線路綜合防雷措施

根據(jù)DL/T620-19977《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》行業(yè)標準相關技術要求，我國內陸絕大部分地區(qū)的雷電流幅值大于100kA的概率僅為7.3%，也就是說除當?shù)氐刭|、氣象條件較為特殊的地區(qū)外，其余內陸地區(qū)在進行架空線路防雷措施研究時，更多應考慮幅值小于100 kA雷電流對架空線路的雷擊破壞影響。結合多年10kV架空線路運行維護實際工作經驗，筆者認為可以從優(yōu)選線路氧化鋅避雷器、架設耦合地線、裝置自動重合閘保護裝置等多個方面進行雷電危害的綜合防護，以提高10kV架空線路運行的穩(wěn)定性、可靠性和經濟性。

1.優(yōu)選線路氧化鋅避雷器

在10kV架空線路上安裝氧化鋅避雷器來防護雷電過電壓，是國際上廣泛推廣應用的防雷措施之一。在架空線路上安裝氧化鋅避雷器后，一旦出現(xiàn)雷擊架空線路桿塔時，雷電流將會被分流，一部分雷電流經過桿塔接地體直接泄入大地中；而雷電流中超過允許值的另一部分，則可以通過避雷器進行分流，大部分雷電流可以通過線路避雷器分流到導線上，傳播到鄰近的桿塔接地體中泄入到大地，這樣就可以減少雷擊跳閘事故。10kV架空線路裝設線路氧化鋅避雷器前后的電壓變化曲線，如圖1和圖2所示。

從圖1和圖2可知，加裝線路氧化鋅避雷器時，大部分雷電流可以通過避雷器有效流入到大地中，線路電壓波動范圍不大；而沒有加裝氧化鋅避雷器時，線路雷電流不能有效泄入大地，進而導致線路電壓劇烈波動，最高可到270kV左右。可見加裝線路氧化鋅避雷器后，所取得的防雷效果十分明顯。另外，采取線路避雷器與絕緣子并聯(lián)的防護體系，具有良好鉗位作用，即避雷器的殘壓低于絕緣子串50%放電電壓，這樣即使雷電流增大引起避雷器殘壓增加，線路絕緣子也不會發(fā)生閃絡事故。

2.架設耦合地線

10kV架空線路桿塔高度通常較低，由于直擊雷引起10kV架空線路發(fā)生跳閘事故的幾率較小，約有90%的雷擊跳閘事故是由線路感應過電壓引起。因此，在對10kV架空線路進行雷擊防護時，其側重點應充分放在考慮感應雷過電壓防護方面。在架空線路容易發(fā)生感應雷過電壓事故的區(qū)域，架設耦合地線，利用耦合地線的電磁屏蔽作用來降低架空線路上的感應過電壓水平。

3.安裝可調式防雷保護間隙

從大量工程實踐經驗可知，防范10kV架空線路雷擊斷線事故的重要理念就是“堵塞”和“疏導”。在10kV架空線路易落雷點部位安裝穿刺型可調式保護間隙，整定保護間隙放電電壓為線路絕緣子的50%～沖擊放電電壓的90%，這樣就可以使得保護間隙先于絕緣子放電，達到“堵塞”和“疏導”效果。這是按照先“堵塞”后“疏導”原理進行雷電防護，也就是利用保護間隙限制雷擊過電壓的幅值，進而可以抑制雷擊閃絡后的工頻續(xù)流起弧效應，避免10kV架空線路發(fā)生過流燒損斷線事故。

4.安裝自動跟蹤補償消弧裝置

要認真計算10kV架空線路的電容電流，如其電容電流大于10A，則應考慮安裝自動跟蹤補償消弧裝置，這樣可以有效降低10kV架空線路的建弧率，進而可以提高架空線路的供電可靠性。目前，工程上使用的自動跟蹤補償消弧裝置，通過補償后可以將殘流有效控制在5A以下，這為雷電流過后線路自身可靠熄弧營造了一個非常良好的環(huán)境。

5.裝設自動重合閘保護裝置

由于10kV架空線路的絕緣具有自恢復性能，加上很多雷擊事故是短時故障，其在一定時間內可以自動消除。因此，在架空線路保護裝置中加裝自動重合閘保護裝置，可以在瞬時雷擊跳閘事故后恢復供電，有效降低10kV架空線路的雷擊跳閘率。

6.加大架空線路的巡視、分析、判斷和處理力度

對于10kV中的重點線路、易受雷擊的線路段等部位，應定期測量避雷器處于U1ma和0.75U1ma工況下的泄漏電流值，及時發(fā)現(xiàn)存在問題的避雷器并更換；引進先進的在線監(jiān)測技術，動態(tài)評估架空線路中使用的各種避雷器性能質量水平；要加強避雷器安裝前的質量缺陷檢測工作，優(yōu)選性能優(yōu)選的線路避雷器來提高架空線路的綜合防雷水平。

三、結束語

10kV架空線路是城市配電網中的重要組成部分，其存在分布范圍廣、分支線路多、絕緣水平參差不齊等問題。在10kV線路跳閘故障中，由于雷擊引起的跳閘事故約占80%，因此，必須引起高度重視。通過優(yōu)選線路氧化鋅避雷器、架設耦合地線、安裝可調式防雷保護間隙、安裝自動跟蹤補償消弧裝置、裝設自動重合閘保護裝置等技術措施，有效提高10kV架空線路的綜合耐雷水平，確保架空線路的供電安全可靠性。

參考文獻：

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（責任編輯：劉輝）