【摘 要】近年來，從惠州地區(qū)的10kV配電線路的運(yùn)行表明，10kV配電線路雷害事故頻繁發(fā)生，嚴(yán)重危害了配電網(wǎng)的供電可靠性和電網(wǎng)安全，影響了人們?nèi)罕姷纳a(chǎn)、生活用電。因此，本文根據(jù)10kV架空線路常發(fā)生故障的特點(diǎn)，并結(jié)合10kV配電線路的運(yùn)行特點(diǎn)，認(rèn)真研究了10kV配電線路的防雷保護(hù)措施，對于保證10kV配電線路安全運(yùn)行具有重要的實(shí)際意義。

【關(guān)鍵詞】10kV配電線路；防雷保護(hù)；防雷措施

1、引言

雷擊是嚴(yán)重的自然災(zāi)害，尤其是在廣東沿海地區(qū)，是雷害最嚴(yán)重的地區(qū)之一。從近幾年來惠州的10kV配電線路運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，10kV配電線路雷害事故頻繁發(fā)生，嚴(yán)重危害了配電網(wǎng)的供電可靠性和電網(wǎng)安全，給人民群眾的正常生產(chǎn)、日常生活用電等帶來很多不良的影響。因此，結(jié)合10kV配電線路運(yùn)行與雷害發(fā)生情況，研究10kV配電線路的防雷保護(hù)措施具有相當(dāng)重要的意義。本文在廣泛收集廣東極具代表性的地區(qū)的10kV配電線路運(yùn)行狀況基礎(chǔ)上，研究發(fā)現(xiàn)，惠州地區(qū)10kV配電線路雷害事故主要由感應(yīng)雷電過電壓引起，10kV配電線路絕緣水平直接影響了配電線路的耐雷水平，架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的問題也日益突出，而現(xiàn)有的10kV配電線路的防雷保護(hù)措施不完善，造成了目前惠州地區(qū)10kV配電線路防雷形勢顯得十分的嚴(yán)峻。因此，通過認(rèn)真的研究，本文提出了關(guān)于10kV配電線路及10kV配電設(shè)備的一些重要的防雷保護(hù)措施。

2、10kV配電線路防雷保護(hù)措施

2.1 提高線路絕緣水平降低10kV配電線路閃絡(luò)概率

目前很多10kV配電線路通過山區(qū)時(shí)，受地形，地貌，氣流等各種因素的影響，在某些地段容易受到雷電的侵襲，而且，有的地段云層較低，往往會(huì)出現(xiàn)重復(fù)性雷擊閃絡(luò)。特別是農(nóng)村山區(qū)的10kV配電線路的供電半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于城區(qū)配電線路的供電半徑，且配電線路的絕緣水平較低，而且很多地方，線路為了節(jié)約線路走廊，很多采用同桿塔多回路架設(shè)的技術(shù)，這種方法雖然節(jié)約了線路走廊，減小了線路投資，但是由于同桿塔多回路中線路與線路間的電氣距離不夠，因此，一回線路遭受雷害后線路絕緣子對地?fù)舸?，如果擊穿后工頻續(xù)流比較大，持續(xù)的接地電弧將使空氣發(fā)生熱游離和光游離，由于同桿塔架設(shè)的各回路之間的距離較小，那么電弧的游離會(huì)波及到其他的回路，引起同桿架設(shè)的各回路發(fā)生接地事故，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)造成多回線路同時(shí)跳閘，極大的影響了配電線路的供電可靠性，針對上述情況可采用增強(qiáng)線路絕緣的方法?？刹扇⒙銓?dǎo)線更換成為絕緣導(dǎo)線、增加絕緣子片數(shù)、在導(dǎo)線與絕緣子之間增加絕緣皮、更換絕緣子型號(hào)、將針式絕緣子更換為瓷橫擔(dān)等方法提高線路絕緣水平。另外在新建10kV配電線路時(shí)也應(yīng)從設(shè)計(jì)施工方面去考慮線路的防雷。因?yàn)閺V東很多地方受區(qū)域地形的限制，線路設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常為了方便，將線路桿塔的檔距實(shí)現(xiàn)大的跨越，造成大跨越桿塔的線間距離較大，避雷線對導(dǎo)線的屏蔽作用效果較差，容易引起雷擊閃絡(luò)。因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮和了解當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件的同時(shí)還應(yīng)盡可能的梳理好線路走廊，盡量避免桿塔檔距過大。施工方面，為滿足線路耐雷水平的要求，對新建線路桿塔，必須嚴(yán)格執(zhí)行施工，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，對運(yùn)行的線路桿塔，在雷季來臨之前，必須進(jìn)行接地電阻測量，可采用增設(shè)接地扁鐵，加大接地面積，接地槽換土，敷設(shè)降阻劑等措施，有效改善接地電阻值，起到防雷的目的。

2.2 架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線防護(hù)措施

根據(jù)對雷擊架空絕緣線路斷線機(jī)理的分析并結(jié)合日常運(yùn)行維修維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)分析，針對雷擊架空絕緣線路的斷線事故提出三點(diǎn)措施進(jìn)行預(yù)防：1）提高線路局部絕緣水平：為了降低線路造價(jià)，可采用架空絕緣導(dǎo)線加強(qiáng)局部絕緣的方式，即在絕緣導(dǎo)線固定處加厚絕緣，使放電只能從加強(qiáng)絕緣邊沿處或者是擊穿絕緣皮后擊穿導(dǎo)線，通過上述方式可有效提高線路的沖擊放電電壓。2）安裝避雷器進(jìn)行保護(hù)：在配電線路中使用使用線路避雷器，使用避雷器后，對架空絕緣線路形成有效的保護(hù)。由于無間隙避雷器長期承受工頻電壓，還要間歇地承受雷電過電壓及工頻續(xù)流，避雷器容易老化，所以避雷器故障很多，影響配電線路的供電可靠性。因此，在配電線路中可選用免維護(hù)氧化鋅避雷器，對配電線路中的易擊段進(jìn)行有選擇的安裝，安裝處除線路中的易擊段外還應(yīng)在相應(yīng)的配電設(shè)備（配電變壓器、柱上開關(guān)等）進(jìn)行安裝，對配電線路進(jìn)行全面的保護(hù)。3）在絕緣子兩端并聯(lián)放電間隙防止絕緣導(dǎo)線的絕緣層擊穿，經(jīng)有關(guān)試驗(yàn)證明可以徹底解決絕緣導(dǎo)線的雷擊斷線問題。

2.3 采用間隙與避雷器配合對10kV配電線路進(jìn)行保護(hù)

對于10kV配電線路做防雷保護(hù)，避雷器的安裝顯得十分重要。避雷器對于配電線路中的雷電過電壓的防護(hù)具有很好的效果，但是避雷器只能保護(hù)安裝避雷器的當(dāng)級(jí)桿塔，如果在配電線路上全線安裝避雷器進(jìn)行保護(hù)，將取得很好的效果，但是就經(jīng)濟(jì)技術(shù)比而言上述方法就不是很適合，而且全線安裝避雷器的運(yùn)行維護(hù)也是很大的問題，因此，應(yīng)當(dāng)在配電線路中有選擇的安裝避雷器進(jìn)行保護(hù)。另外，在10kV配電線路做防雷保護(hù)中，并聯(lián)間隙絕緣子的使用也顯得十分的重要。因?yàn)楦鶕?jù)保護(hù)間隙的功用，間隙的擊穿電壓要比線路和變壓器等電氣設(shè)備的擊穿電壓低，在正常運(yùn)行的情況下間隙處于絕緣狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生雷電過電壓的情況下，間隙被擊穿接地，線路或者電氣設(shè)備的電壓被拉低，這樣就能起到保護(hù)線路以及設(shè)備的作用。

2.4 降低10kV配電設(shè)備的接地電阻

在配電線路中，降低接地電阻的主要采用以下兩種方法：

（1）水平接地體。一般在配電線路中均采用這種方式進(jìn)行降阻，目前惠州的大部分地區(qū)都是使用接地圓鋼或角鋼來敷設(shè)桿塔及配電設(shè)備的接地網(wǎng)，但是惠州地面很多的桿塔、變壓器、開關(guān)的接地裝置均未采取防腐措施，接地體在地下經(jīng)過長期的銹蝕，在接地體表面產(chǎn)生了一層鐵銹，影響了接地體與土壤的有效接觸，使接觸電阻增大，造成配電設(shè)備接地電阻嚴(yán)重超標(biāo)，因此在日后的地網(wǎng)維修或新敷設(shè)的接地網(wǎng)我們必須要很好的考慮對接地裝置采取一定的防腐措施，增加接地網(wǎng)的適用年限。

（2）施加降阻劑進(jìn)行降阻，實(shí)踐證明，在水平接地體周圍施加高效膨潤土降阻防腐劑，對降低桿塔的接地電阻效果明顯。

2.5 10kV配電設(shè)備的防雷保護(hù)

（1）配電變壓器的防雷保護(hù)。對配電變壓器的保護(hù)應(yīng)該在低壓側(cè)裝設(shè)低壓避雷器，與高壓側(cè)避雷器、變壓器外殼和低壓側(cè)中性點(diǎn)一起接地，稱為“四點(diǎn)共一地”。接地電阻值滿足規(guī)程中所規(guī)定的100KVA以上容量配電變壓器接地電阻在4Ω以下，100KVA以下容量的配電變壓器接地電阻在10Ω以下。

（2）柱上開關(guān)的防雷保護(hù)。為了電網(wǎng)運(yùn)行方面的需要，在6～10kV電網(wǎng)中安裝了一定的柱上開關(guān)與刀閘，這對保證配電網(wǎng)的運(yùn)行方式的靈活性，提高供電可靠性起了很大的作用，但是往往缺忽略了這些開關(guān)設(shè)備的防雷保護(hù)措施，在柱上開關(guān)和刀閘處有些沒有安裝避雷器保護(hù)，或者僅僅在開關(guān)的一側(cè)裝設(shè)避雷器保護(hù)，當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，將會(huì)造成雷電波的全反射，在雷害事故發(fā)生時(shí)造成開關(guān)設(shè)備自身的損壞，因此，開關(guān)設(shè)備自身的防雷保護(hù)是配電線路中防雷保護(hù)非常重要一部分，應(yīng)該在開關(guān)或刀閘兩側(cè)安裝避雷器對進(jìn)行保護(hù)，避免在防雷保護(hù)上存在的缺陷。

（3）電纜分支箱的防雷保護(hù)。由于電力系統(tǒng)的發(fā)展，電纜線路在配電線路中應(yīng)用越來越廣泛，電纜分支箱和環(huán)網(wǎng)柜在配電線路中的使用越來越廣泛，它的防雷問題也成一個(gè)突出的問題。在10kV電纜化的環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)中，需采取措施抑制感應(yīng)雷過電壓，通常的措施是采用避雷器，其保護(hù)點(diǎn)位置的選擇有兩種做法，一是在整個(gè)環(huán)網(wǎng)回路中的每個(gè)單元均安裝避雷器，該方法由于環(huán)網(wǎng)回路中安裝的避雷器數(shù)量較多，降低了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性且增加成本。方法二則有選擇地在環(huán)網(wǎng)單元安裝避雷器保護(hù)。上述兩種避雷器安裝措施應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行選擇，但是如果在環(huán)網(wǎng)回路中有一段架空線路的話，則應(yīng)在架空線路的兩端的環(huán)網(wǎng)單元安裝避雷器進(jìn)行保護(hù)。在避雷器選擇方面，具備防爆脫離功能和免維護(hù)的無間隙金屬氧化鋅避雷器更是首選。通常在10kV配電設(shè)備中選用HY5WS—12.7/50型避雷器，該型號(hào)的避雷器具有防水、耐污、防爆和密封性能好等特點(diǎn)，且體積小，重量輕，易安裝。

2.6加強(qiáng)防雷設(shè)施的運(yùn)行管理

加強(qiáng)防雷設(shè)施的運(yùn)行管理也是線路防雷一項(xiàng)重要而且長期的舉措。對新投運(yùn)的線路，在第一年內(nèi)應(yīng)做好檢查零值絕緣子工作，要對絕緣子的質(zhì)量實(shí)行全過程管理，以確保投產(chǎn)運(yùn)行的配網(wǎng)線路的絕緣子質(zhì)量良好。日常的運(yùn)行維護(hù)工作中要加強(qiáng)運(yùn)行絕緣子的零值檢測工作，及時(shí)更換運(yùn)行中不合格的絕緣子。對個(gè)別雷電活動(dòng)強(qiáng)烈造成線路頻繁跳閘的桿塔，應(yīng)適當(dāng)增加絕緣子片數(shù)，以提高反擊電壓的能力。為了保證防雷設(shè)施具有良好的保護(hù)性能，每年應(yīng)在雷季到來之前，對轄區(qū)的10kV配電線路的防雷設(shè)施進(jìn)行檢查，測試。及時(shí)掌握防雷設(shè)施是否處于正常狀況，裝置運(yùn)行是否良好，對檢查，測試中發(fā)現(xiàn)的不合格設(shè)施應(yīng)及時(shí)處理，杜絕隱患。要加強(qiáng)防雷設(shè)施的巡視和定期試驗(yàn)工作，防雷設(shè)施的巡視周期與線路的巡視周期相同。每隔1-3年要對避雷器絕緣電阻、避雷器工頻放電等進(jìn)行周期性的試驗(yàn)。同時(shí)像柱上變壓器等配網(wǎng)設(shè)備的接地電阻測量也應(yīng)每兩年至少做一次。加強(qiáng)防雷設(shè)施的運(yùn)行管理是可以有效減少設(shè)備因防雷設(shè)施不完善而遭雷擊的現(xiàn)象發(fā)生，可以大大的減少線路因雷擊而跳閘的次數(shù)。

3、結(jié)論

通過對地區(qū)的所收集的資料進(jìn)行綜合分析后并結(jié)合地區(qū)配電網(wǎng)防雷問題上存在的問題進(jìn)行分析與研究后，得出對地區(qū)配電網(wǎng)改進(jìn)措施如下：

（1）提高配電線路絕緣水平降低雷擊閃絡(luò)率、提高線路絕緣水平主要通過更換U50%沖擊放電電壓更高的絕緣子，增強(qiáng)配電線路的耐雷水平。

（2）在配電線路重點(diǎn)部位安裝避雷器進(jìn)行防護(hù)，鑒于避雷器僅能保護(hù)安裝的當(dāng)級(jí)桿塔，因此，可以選擇在配電網(wǎng)防雷薄弱點(diǎn)處進(jìn)行安裝，如線路分支處、T接處、重要配電設(shè)備處進(jìn)行安裝，進(jìn)行保護(hù)。

（3）采用保護(hù)間隙保護(hù)，保護(hù)間隙應(yīng)滿足先于絕緣子串放電，捕捉放電電弧根部引導(dǎo)雷電流入地，從而保護(hù)絕緣子串和線路不被燒毀，且保護(hù)間隙與線路的絕緣配合也應(yīng)當(dāng)保證在線路最大操作過電壓下不擊穿，不降低線路絕緣水平。

（4）針對配電設(shè)備接地電阻超標(biāo)的問題，提出了行之有效的降低接地電阻的方法與采用的降阻材料和使用方法，并對接地引下線的材料與安裝工藝進(jìn)行了要求。

（5）配電設(shè)備的防雷保護(hù)措施方面，對配電變壓器要求在低壓側(cè)安裝低壓避雷器，執(zhí)行“三點(diǎn)共一地”的接地方法，并對低壓避雷器的安裝位置進(jìn)行了要求。對柱上開關(guān)要求在兩側(cè)安裝避雷器進(jìn)行保護(hù)。電纜分支箱和環(huán)網(wǎng)柜設(shè)備的絕緣弱點(diǎn)在電纜分接頭處，應(yīng)在電纜接頭處安裝避雷器保護(hù)。

（6）加強(qiáng)防雷設(shè)施的運(yùn)行管理，對轄區(qū)的10kV配電線路的防雷設(shè)施進(jìn)行定期的檢查，測試，及時(shí)掌握防雷設(shè)施的狀況，發(fā)現(xiàn)的不合格設(shè)施應(yīng)及時(shí)處理，杜絕隱患。

參考文獻(xiàn)

[1]傅惠芹，江奕川.輸電線路防雷措施研究.電網(wǎng)技術(shù)，2008，（12）：247- 248

[2]李凡，施圍.線路避雷器的絕緣配合[J].高電壓技術(shù)，2005，31（8）：18-23

[3]李天林.消弧線圈自動(dòng)補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用[J].云南電力技術(shù)，2002，（4）：60-61

[4]丁榮.城市配電線路絕緣化和防雷措施[J].現(xiàn)代電力，2000（2）：55-61

[5]王茂成，呂永麗，鄒洪英.10kV絕緣導(dǎo)線雷擊斷線機(jī)理分析和防治措施[J].高電壓技術(shù)，2007，33（1）：102-105

[6]李壯和，李燕.避雷器在輸電線路防雷中的應(yīng)用分析[J].高電壓技術(shù)，2004，30（3）：63-64