架空绝缘配电线路防雷保护措施的技术经济比较

耿世艳

（清涧县供电分公司，陕西 清涧718399）

0 引言

清涧供电分公司管辖的东清电网,区内崇山峻岭延绵不断,年平均雷暴日在20-60 天之间,属于多雷地区。 随着城市电网与农村电网的大规模建设与改造,架空绝缘配电线路遭受雷击断线和绝缘子击穿事故日益增多。笔者认为有必要对于几种常用的架空绝缘配电线路防雷技术措施展开分析讨论。

1 雷电过电压基本概念

1.1 直击雷过电压

带有强烈静电电荷的雷云对地放电过程中,如果直接击中的地面物体是电气设备或输配电线路, 就会使设备或线路遭受直击雷过电压。 这种直击雷过电压可以达到数千千伏或者数万千伏,雷电流可以达到数百千安,严重危害供电系统的安全经济运行。

1.2 感应雷过电压

输配电线路上受雷云感应的束缚电荷,在雷云对地放电过程中导线上的束缚电荷沿着导线向两侧迅速运动,形成感应过电压。 感应雷过电压与雷电流大小和导线悬挂高度成正比,和雷击点与导线距离成反比。 感应雷过电压虽然比直击雷过电压低, 但是最高也可以达到300-400kV。

2 几种常用的架空绝缘线路防雷技术措施

2.1 架设架空避雷线

传统方法采用架空避雷线的屏蔽来保护架空绝缘配电线路,其感应电压可降至1/(1-k)(k 为避雷线、导线间的耦合系统与冲击系数之积)。此法优点是能较好防止直击雷且免维护。缺点是防止绕击雷效果不理想,且容易形成线路反击,综合投资成本最高,约8000 元/km。

2.2 安装金属氧化物避雷器(MOA)

金属氧化物避雷器(Metal Oxide Arrester),缩写为MOA,也称为氧化锌避雷器,可有效地截断工频续流,限制雷电过电压和配电线路的感应过电压。 优点是限制雷电过电压效果较好。 缺点是:

1）保护范围较小。

2）安装时必须剥开导线绝缘层，有可能引起绝缘导线线芯进水，导致导线弧垂处发生化学反应而引发导线断裂。

3）由于氧化锌避雷器(MOA)在运行期间，长期承受工频电压,容易引起阀片老化,因此要注意维护检修工作。 如果全线路装设，投资成本较大，约6000 元/km。如果只在线路上雷电易发处装设，则投资成本较低。

2.3 采用线路过电压保护器

线路过电压保护器吸收国外采用的限流消弧圈的工作原理，通过限流元件能够快速切断工频续流，可有效限制雷电过电压，不需要断路器跳闸来灭弧，不会造成供电中断或影响供电质量。

优点：

1）可有效限制雷电过电压，防止雷击断线事故,降低雷击跳闸概率。

信息请登陆:输配电设备网

2）平时不承受运行工频电压,使用寿命长，可免维护。

信息请登陆：输配电设备网

3）安装方便，不用剥开导线绝缘层。

缺点：只能防护击穿绝缘导线的雷击过电压，对于其他类型的过电压则不能起到防护作用，需用导线终端或电气设备附近的金属氧化物避雷器(MOA)来限制。 综合投资成本约6000 元/km。

2.4 安装电导型放电绝缘子

信息请登陆:输配电设备网

安装电导型放电绝缘子，就是在绝缘导线固定处,剥开绝缘层,加装引弧放电间隙及特殊设施的金属线夹。 雷电闪络引发的工频续流,将会在该金属线夹上引起燃弧而导致线路断路器跳闸,从而起到避免烧伤绝缘子和保护导线的作用。

优点：安装方便,可免维护。

缺点:安装时必须剥开导线绝缘层。

2.5 关于防雷接地装置

1）配电变压器的接地电阻

按照SD292—88《架空配电线路及设备运行规程》规定,总容量为100kVA 及以上的变压器其接地装置的接地电阻不应大于4,每个重复接地装置的接地电阻不应大于10;总容量为100kVA 以下的变压器,其接地装置的接地电阻不应大于10,且重复接地不应少于3 处。

2）柱上开关,隔离开关和熔断器的防雷装置,其接地装置的接地电阻，不应大于10。

3）降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷电水平的有效措施。有避雷线的配电线路,其杆塔接地电阻不宜大。

4）对于土壤电阻率较低的地区,应该充分利用杆塔的自然接地电阻。 采用与线路平行的地中伸长地线的办法,可以因其与导线之间的耦合作用而降低绝缘子串上的电压,从而使线路的耐雷电水平得以提高。

3 结论

1）前面所述4 种防雷技术,互有优劣。 其中采用架空避雷线、金属氧化物避雷器、线路过电压保护器3 种技术,在各供电公司所属架空绝缘配电线路中都已普遍应用。 值得一提的是,线路过电压保护器的防雷效果是稳定和显著的。

2）在确定架空绝缘配电线路的防雷方式时,应该全面考虑线路的重要程度、系统运行方式、地形地貌特点、土壤电阻率的高低、线路经过地区雷电活动的强弱等因素。特别强调的是首先必须充分降低接地电阻,完善防雷接地装置,以有效地导泄雷电流,消除过电压对于设备的危害。

［1］农村电工[J].

［2］榆电线路的运行检修[Z].