配电网电压等级由10kV升压至20kV防雷问题分析

王世登覃现

（1.金城江供电公司 2.东兰供电公司）

配电网电压等级由10kV升压至20kV防雷问题分析

王世登1覃现2

（1.金城江供电公司 2.东兰供电公司）

随着城市供电需求的不断增大，对电力负荷密度和供电范围的需求不断加强，10kV配电网容载比越来越难以满足目前的供给需求，升级为20kV电压是顺应趋势满足经济发展需求。将电压升级为20kV的状态下该如何防雷也是配电网电压工作中需要重视的问题。

防雷；配电网；升级

由于我国目前大部分地区仍是10kV的配电网压，没有太多关于20kV配电网使用经验，由于系统电源220kV和部分110kV还是使用的架空线，所以使用20kV的变压器和侧变压器还是能感应到高、中压感应过来的过电压威胁。因此防止大气过压电措施是配电网安装中不可忽略的问题。在国内使用已久的避雷方案有两种：加装防弧金具和安装避雷器。随着配电容量的升级，仅靠传统的方法难以避免配电线路不受雷电的损害。通过我国科研人员对防雷技术的不断研究，通过对可执行性，实用性和经济性的不断比较，从国外引进了绝缘导线防雷的方案。以上方案均有不完善的地方，比如有的成本高，有的对产品的工艺要求高目前无法达到等。本文针对这个问题，就避雷器的选择参数、防弧安装问题、屏蔽安装问题作出如下分析。

1 以上关于避雷器参数的选择

1.1 20kV氧化锌避雷器额定电压的选择

额定电压是可以通过避雷器点子间的最大工频电压的有效值[1～2]。他表明的是避雷器在的运行参数，不能代表系统的标称电压。实验显示在满足绝缘配合要求的情况下，额度电压越强的其动作负载能力越强，而过低的额度电压值，会缩短避雷器的使用寿命。使用在符合绝缘要求的情况下，尽量选择较高的额定电压。

1.2 氧化锌避雷器的持续电压的选择

根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/620-1997）[2～4]的标准，对避雷器的持续运行电压不能超过系统最高电压的1.1倍。因为当系统出现单向接短路时，在短路的故障状态下仍可以运行2h，在2h内，避雷器承受的电压就是系统的最高电压，因此，避雷器的电压在26.4kV及以上最为合理。

1.3 对雷电冲击残压的耐受力

根据《交流无间隙金属氧化物避雷器的分类要求，20kV系统中标称放电电流的冲击波为8/20μs。因此避雷器的标称放电流为5kV。则可以根据标称放电电流确定雷电冲击残压的确定值。它在一定情况下，与绝缘设备的全波雷电冲击下的耐压水平系数相配合（式中BIL为内绝缘全波额定雷电冲击耐压（kV），为125kV，kab为雷电冲击的配合系数，是1.4.那么uac<89）。

2 防弧金具的安装与选择

防弧金具由高、低压电极和绝缘罩三个部分组成，其中绝缘导线刺穿高压电极连接在一起，且高压电极上安置了绝缘罩，具有局部绝缘，安全方便等特点。

2.1 防弧金具的安装

防弧金具能将雷击过电压作用下的网络接收，能快速的定位工频电弧的路径[5～6]。①在环状线路上的安装：在环网线路上，防弧金具需安装在绝缘导线的轴线起向两侧个剥离的绝缘层上，这样可以保护导线避免在任何电击的情况下灼伤。②架空绝缘线上的安装：在距离绝缘子轴线100～120ram的范围内，将一小段的绝缘层剥离安装上防弧金具。如果是辐射形线路防弧金具应安装于负荷侧。

2.2 防弧金具应具备的性能

防弧金具的主要技术性能应具备以下三点要求：①能过热稳定性实验，热稳定性能好。选择两根高压导线，一根截取圆截面为200mm2，一根面积在70～150，热稳定实验中，导线在1s的通电电流分别为25kA和15kA。②防弧金具在实验中绝缘导线能起到很好的保护作用，通过高工频、低电流的实验，如实验中，大电流电弧的短路电流有效值为20.kA，时间为0.3s，实验次数为6次。小电流电弧的短路有效值为1.5kA，时间为0.1s，实验次数为6次。试验后绝缘线不可以出现烧伤，绝缘罩无严重变形或开裂。高、低电极出出现局部烧伤属于合理范围内。③防弧金具能引导雷击的冲击穿过高、低电极构成的间隙。

3 感应雷屏蔽线在防雷中的作用和安装方式

3.1 感应雷屏蔽线的作用

通过长期的配电实践中，我们发现这样一个规律，配电线路下方装有通讯线，通常因雷击而跳闸的机率普遍降低。说明在雷击杆塔时候，此耦合导线起到了分流和耦合作用，使线路绝缘子两端的电压值大幅度的降低，等同于提高了线路的绝缘水平，减少了跳闸机率。感应雷屏蔽线比耦合地线更容易接近导线，采用的是分段接地模式，由于离绝缘导线的位置很近，可以很容易改变绝缘导线附近的电磁场。雷击在线路附近时，能有效的降低绝缘导线上感应的雷电压，从而改善了线路因遭雷击引起的闪络情况，减少了绝缘导线被雷电击断的概率。

3.2 感应雷屏蔽线的安装

安装感应雷屏蔽线时，主要有两种排列方式：单回路三角形排列。①对同杆双回线路排列法，利用顶相横担，在距离杆塔两侧杆塔20cm处分别架设GJ-35钢绞线。②对三角形布置方式排列方式，架设钢绞线应安装在导线中心下方的位置。两种方法都需综合考虑到导线和其他配件间的位置关系和环境等因素。如地线风偏、弧垂等因素。但通常情况下，钢绞线到导线的间距不小于30cm。由于土壤电阻率较低，导线集中接地体应采用两根垂直接地极并联的方式，接地电阻应不大于10Ω。且需主注意电杆均装均要配一组接地线。

4 20kV电压接地的方式和特点

4.1 中性不接地系统

在以纯架空路线或变压电以电缆为出口端的地区十分常见，通常系统的电容电流不超过10A。该方法的优势是结构简单，供电持续性好，但对设备线路的耐压水平要求在3.5P.U极以上，故对线路的选择要求很高。

4.2 中性点消弧线圈接地系统

常间于混合型线路的电缆，系统的电容电流范围在10～150A之间。该方法的特点是供电连续性好，有设备线路的耐压水平要求不高，设备的造价成本低，使用范围广，我国的绝大多数省份都在使用。此外消弧线圈的安全性也很高，可将单相接地故障的电流控制在最小，有效了降低了人身伤害事故的机率。

4.3 中性点小电阻接地系统

在电缆为主的地区较为常见，通常系统电容的电流大于150A。其优点是电容的容量大，对设备线路的耐压水平没有太高的要求，且造价成本低。是其供电连续性不稳定，勾结复杂。主要用于我国偏远地区。

5 结束语

综上所述，在目前，我过大部分城市的配电网电压为10kV，有部分乡镇为6.6kV，甚至3.3kV。但随着国家对城镇一体化的建设，令居民的生活水平不断提高，对电力的需求也不断增长，所以升级配电网电容量成了城市化发展的突出问题，怎样安全的将中压配电电压提高为20kV电压，提高经济效益，是升级过程中需要关注的问题。

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：1673-0038（2015）05-0138-02

2015-1-4

王世登（1972-），男，中级工程师，本科，主要从事供电企业管理工作。