10kV～35kV配电架空线路防雷研究与防雷设计

李亚红

漯河供电公司，河南漯河 462000

1 现状及存在问题

目前，10kV～35kV配电线路防雷击的措施有：1）选择合理的线路路径；2）提高线路的整体绝缘水平；3）降低接地装置的接地电阻；4）装设架空地线；5）装设线路避雷器。35kV线路防雷普遍采用在变电站进出线架设1.5km左右的架空地线以及在线路上装设避雷器，10kV线路设备的防雷则基本依赖于装设避雷器，所采用的装设方法，均为避雷器直接与带电导线相连接。因此，不可避免的存在各种问题和缺陷：一是避雷器直接与带电导线相连接，避雷器长期带电运行而加快老化；二是由于避雷器带电运行，需要作定期的预防性试验，避雷器停电拆装即减少了电力企业的供电量和浪费大量的人力物力，又严重影响了广大用户正常的生产、生活用电秩序；三是需要在每处装设避雷器的杆塔上，安装接地装置，给供电部门增加了材料投资和向当地赔偿等的费用；四是避雷器上下端都要接线，安装维护麻烦。

2 研究解决重点

1）本文旨在针对上述配电网防雷保护现状及存在的问题和缺陷，紧密结合当前电力生产和建设中的新课题，收集整理各种数据和资料，分析原因，总结经验，探索雷电规律，研究设计，制造一种结构简单，经久耐用，造价低廉，不与带电导线连接，不需要重新安装接地装置的非接触式防雷击装置，解决因雷电对配网线路造成的危害。

2）本研究以漯河供电公司辖区35kV漯万线为重点，据作者调查，该线路为农村偏远的35kV万金变电站提供电源，由220kV漯河变电站送出，全长14.64km，导线型号为LGJ-95的裸体线，1998年建成投运，目前，所带35kV万金变电站装备容量为2×8000KVA。该线路呈现以下几个特点：供电半径大、导线截面小、路径复杂、跨越多（跨越漯河闹市区人民路、京珠高速公路、洛南高速公路、洛阜铁路），特别是途经邓襄镇、万金镇长达8.9km雷电活动频繁的地区，每到雷雨季节，不断发生雷击跳闸事故，特别是2009年8月份连续发生两次雷击断线恶性事故，由于持续降雨给线路抢修带来很大困难，造成长时间大面积停电，严重威胁电网的安全稳定运行。

3 防雷击装置设计方案

本防雷装置设计方案为“非接触式10kV～35kV配电线路防雷击装置”，其装置包括：避雷器、引弧电极、连接板和横担组成。

1）避雷器采用复合外套金属氧化物避雷器；

2）引弧电极采用不锈钢合金铸件，呈弧形状，其上端通过连接板与避雷器连接在一起，下端与导线之间保持80mm～130mm的距离，形成放电间隙；

3）横担用U型螺丝固定在电杆上，紧靠线路绝缘子横担下边。若在角铁塔上使用可利用塔撑用来固定本装置；

4）避雷器其上端固定在横单或塔撑上，下端连接引弧电极，雷电过电压作用时，在导线和引弧电极之间形成放电间隙，把雷电过电压通过避雷器及自然接地体泄入大地，从而保护线路绝缘子不被雷电击毁和有效防止雷击断线事故的发生。因而该装置可以装在变电所的出线侧，用来限制从线路来的雷电侵入波对变电所设备的危害，也可装在雷电活动频繁区域的杆塔上及重要跨越线路的杆塔上；

5）由于避雷器本体在电网正常运行时不承受系统电压和操作过电压，因而能有效减少维护成本，增强可靠性和使用寿命。

4 本装置具体安装实施方式

以下以35kV漯万线安装实例，进一步介绍本装置的具体安装实施方式：

1）该非接触式配电线路防雷击装置主要由引弧电极1、连接螺栓2、连接板3、连接螺栓和螺母组件4、避雷器5、固定螺栓和螺母组件6和横担7等组成；

2）该引弧电极1采用不锈钢合金铸件，呈弧形状，引弧电极1中心带螺纹孔，连接板3下端对应引弧电极1中心螺纹孔，由连接螺栓2通过螺纹孔将引弧电极1和连接板3连接固定在一起，用连接螺栓和螺母组件4通过连接板3侧面的连接孔将连接板3固定在避雷器5下端的接线板上，使引弧电极1与避雷器5形成一个固定的防雷击装置整体，然后，将该防雷击装置整体的上端用固定螺栓和螺母组件6将其固定在横担7上的一端，采用U型螺栓和螺母组件将横担7安装固定在电杆上，应使防雷击装置整体与导线垂直安装，让其下端引弧电极1的弧形中心正对导线，并与此保持80mm～130mm的距离，该距离可通过固定在电杆上的横担7的高低进行调整；

3）引弧电极呈弧形状，其上端通过所述连接板3与避雷器5连接在一起，使此与导线之间形成放电间隙；

4）连接板3采用-4*40的扁铁制成，用于连接避雷器5和引弧电极1；

5）横担采用∠6*63的角钢，长度可根据电杆与导线的距离而定；

6）如果将防雷击装置用在角铁塔上，可直接安装在塔撑上。

5 该装置试用情况

通过对漯河供电公司辖区35kV漯万线频遭雷电袭击跳闸事故调查分析，研发的“非接触式10kV～35kV配电线路防雷击装置”，于2010年 初在35kV漯万线易遭雷击的线段进行了安装试用，自安装运行以来，其防雷效果明显，近3年来未发生雷击跳闸事故，为防止雷电侵入上一级变电站，漯河供电公司均在各35kV线路出站侧第一基杆塔上装设了本装置，同样取得了明显效果。

6 结论

该装置结构简单，造价低廉，经试运行证明，具有运行可靠，使用寿命长，免维护，能有效提高线路的耐雷程度，预防雷击跳闸事故，提高配电网的安全可靠性，适用于雷电活动频繁，易遭雷击的线段以及大跨越杆塔的防雷保护。

该装置不与带电导线连接，不需要重新安装接地装置，解决了避雷器长期带电运行易老化、接线复杂、定期的预防性试验停电影响面大、安装维护麻烦等问题。

该装置可广泛用于35kV和10kV等架空裸导线或绝缘导线配电线路，可利用杆塔自然接地放电，安装方便、简单、可靠，易于推广应用。

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