10kV架空配电线路防雷研究

赵国全/广东电网有限责任公司



10kV架空配电线路防雷研究

赵国全/广东电网有限责任公司

【摘 要】10kV架空配电线路的安全运行一直以来在电网中占据着举足轻重的地位。由于10kV架空配电线路供电面积大、负荷点多而分散、网络接线较为复杂、且绝缘水平较低，因此，受雷击发生绝缘子击穿、线路开关损坏和烧断导线等事故频繁发生，随着我国电网负荷的日益增加，所带来的影响更为突显。对10kV架空配电线路的防雷保护，不但可以提高供电的可靠性和安全性，也给人民群众的正常生产生活用电带来基本保障。基于以上理由，对10kV架空配电线路的防雷研究，显得十分必要。

【关键词】防雷；雷击闪络；建弧率；自动重合闸

1.10KV架空配电线路防雷存在的问题

1.1感应雷过电压对10kV架空配电线路的影响

根据直击雷的放电机理，直击雷一次只能袭击一、两处小范围的目标，而一次雷闪击却可以在较大范围内的多个局部同时激发感应雷的过电压现象，并且这种感应高电压可以通过电力线传输到很远致使雷害范围扩大，因此，感应雷过电压导致的故障比例超过90%，远大于直击雷。感应雷过电压主要是针对架空线路作用，由于城市高层建筑可对配电线路起到屏蔽作用，因此10kV架空配电线路的防雷保护主要针对城乡结合地区。

1.2四会市大沙镇10kV架空配电线路的雷击跳闸现状

肇庆四会市大沙镇位于广东中部，每年5至8月雷雨季节，线路跳闸次数多，重合成功率低，不但损坏设备，还造成抢修工作量的急剧增加。

根据统计，2015年四会市大沙供电所营业区10kV线路雷击跳闸次数偏多，且重合成功率不高。为了减少雷击跳闸次数，提高重合成功率，提出以下几点防雷措施。

2.10KV架空配电线路的防雷措施

2.1减少直击雷次数

采用避雷线可以防直击雷、限制感应过电压幅值、并在击杆时分流。但是由于线路绝缘水平较低，直击雷易造成反击，且采用避雷线线路投资大而供电可靠性低，因此，对于10kV架空配电线路一般不全线架设避雷线，只在经常发生雷击故障的杆塔和线路处架设。

采用避雷针引雷。由于肇庆市雷击率偏高，对于高杆塔、铁横担、终端杆等绝缘较薄弱的地方可加装避雷针构成引雷塔用以引雷，从而减少10kV架空配电线路的雷击次数。需要提到的是，与普通避雷针相比，采用新型避雷针:如NCL无晕接闪器（无晕避雷针），在直流高压电场下无电晕电流，且接闪次数可以大大提高。

2.2降低雷击闪络率

提高配电线路绝缘水平。造成绝缘子闪络的因素，除了绝缘子放电电压水平外，还与绝缘子的日常运行维护有很大关系。大沙镇作为工业区，是四会市经济发展的主力军，在整个四会市是重污秽地区。在雨季，当线路遭受雷害时，加在绝缘子上的电压可达到几百千伏。一旦绝缘子表面“积污、受潮、且有电场作用”三个条件同时满足，极易发生污闪，而由污闪造成的线路跳闸一旦发生，往往不能依靠重合闸迅速恢复供电，还可能造成导线断线事故。污闪事故的事故范围广、处理时间长、停电损失大，对配电线路故障巡视、抢修人员的抢修处理造成了极大的工作量。为此，对于经过污秽地区（工业污秽）的架空线路，除了加强运行维护，做好绝缘子的定期清扫和测试工作外，还应当提高配电线路绝缘水平，降低雷击闪络率。提高配电线路绝缘水平的方法主要有下：（1）装有铁横担的钢筋混凝土杆线路，全部采用高一级额定电压的绝缘子。（2）在10kV线路直线杆上，采用不易击穿老化、抗污闪能力强的瓷横担绝缘子。（3）将裸导线换成架空绝缘导线。但是，由于架空裸导线的断线故障率明显低于绝缘导线，因此，四会市大沙镇的架空导线构成以裸导线为主，绝缘导线为辅。为了在提高线路绝缘水平的同时降低断线故障率，可将防弧金具安装到线路绝缘子附近的绝缘导线上，将闪络现象控制在防弧金具和绝缘层之间，以避免线路绝缘导线被烧毁。

安装金属氧化物避雷器。配电线路上的柱上断路器和负荷开关等设备应装设金属氧化物避雷器；对经常开路运行又带有电压的柱上断路器和负荷开关的两侧，也应装设金属氧化物避雷器。氧化锌避雷器阀片具有优良的非线性特性和通流能力，且体积小、重量轻、便于安装。安装了此类线路避雷器的馈线，能够有效降低绝缘导线雷击断线率和雷击跳闸率。

安装具有防雷间隙的防雷绝缘子 。防雷间隙具有引弧作用，可避免绝缘子烧伤，解决绝缘导线的雷击损伤和雷击断线问题，提高重合闸的重合成功率。由于加强绝缘、安装线路避雷器具有一定的局限性，因此将这种结构简单、维护方便的保护间隙安装在绝缘子串两端，与自动重合闸配合使用，可以在对用户不间断供电的情况下将雷电流及时接地。如防雷绝缘子耐张线夹串、防雷支柱绝缘子、复合横担防雷绝缘子。

2.3降低建弧率

采取合适的中性点运行方式降低建弧率。降低建弧率的最重要措施之一是改变接地电弧通道，在纯架空配电线路中采用中性点经消弧线圈接地的方式，可以促使接地电弧快速熄灭。

2.4采用自动重合闸

采用自动重合闸或自重合熔断器。作为辅助防雷措施，以减少雷击线路绝缘子时，发生闪络的停电事故。架空线路中，因为雷击造成的跳闸，大部分是由于瞬时故障引起的，故障消失后，自动重合闸可使线路重新恢复运行，提高线路的供电可靠率。

3.总结

10kV架空配电线路在城市电力系统中发挥着重要的作用，通过文章的分析，得出了几种有效防雷措施：如采用避雷线、新型避雷针、提高配电线路绝缘水平、安装金属氧化物避雷器、防雷间隙、采取合适的中性点运行方式、采用自动重合闸或自重合熔断器装置。在防雷措施的选取上，应根据不同线路的雷击受损程度，有重点地进行布防，以提高10kV架空配电线路的整体耐雷水平。

参考文献：

［1］章伟.10kV架空配电线路防雷措施研究与应用［D］.上海交通大学，2012.

［2］张纬钹.过电压防护及绝缘配合.北京：清华大学出版社，2002.

［3］王茂成，吕永丽，邹洪英.10kV绝缘导线雷击断线机理分析和防治措施.高电压技术，2007.