10kV配电线路雷击跳闸因素分析及其防雷性能评估

赖跃龙 龚锦泉

10kV配电线路雷击跳闸因素分析及其防雷性能评估

赖跃龙1龚锦泉2

（1.国网江西省电力公司龙南县供电分公司 江西龙南 341700 2.国网江西省电力公司于都县供电分公司 江西于都 342300）

本文主要是对10kV配电线路的跳闸原因进行分析，并对具体的应对措施进行评估，通过具体的方法以维持电路安全，减少故障的发生概率，以保证居民以及企业的用电安全，避免由于雷击跳闸导致的停电停产问题，避免不必要的经济以及人员损失[1]。

10kV配电线路；雷击；跳闸

目前，国家许多的配电网都采用10kV的配电线路，10kV配电线路几乎涵盖我国全国范围之内，涵盖层面非常之广，而且其有着绝缘水平低的普遍特点。但在整个电网的运行过程中，还是会由于各种原因导致经常跳闸，而在这些各种各样的跳闸原因中，由于雷击导致的跳闸事件概率也相当之大，由于雷害导致线路跳闸，会严重危害线路设备安全，不仅造成严重的经济损失，在一定程度上还会威胁人员的生命安全[2]。

1 10kV配电线路雷击故障分析

1.1 10kV配电线路概况分析

目前，全国由于电路跳闸停电导致的经济损失以及人员安全威胁状况不断发生，而且根据全国数据的调查显示，雷击导致的跳闸概率已经占了50%以上，而这些由于雷击导致的跳闸事故中，由于绝缘子串闪络跳闸导致的跳闸比例最高，其次是由于避雷器击穿等等一系列的避雷器故障导致的电网跳闸。其中避雷器击穿的跳闸事故包括：①避雷器击穿其保护相发生单相接地故障；②双向相击穿，碎片跌落过程中，打落在其他相导线上造成两相短路；③三相避雷器同时击穿，导致三相对地短路[3]。

这些避雷针导致的故障都会使避雷器的正常使用造成影响，从而导致停电事故、跳闸事故的发生。

1.2 雷击故障发生的随机性

另外，雷击跳闸事故的发生也具有其一定的随机性，这主要是由于空气的流动存在着复杂的形势问题，导致空气中气流以及天气的变化不确定，而使得雷击在空气中范围和层面发生改变，具有不可预测的特点。从而导致各种雷击电路跳闸事故的发生，具有十分的不确定性，这给维修和检测也带来了一定的困扰，无法做到准确的预估以及详细的判断。

1.3 10kV配电线路特点分析

雷击导致跳闸事故的发生地点有其一定的规律性，其依据具体的地方地形地貌变化具有一定的相关性，受地闪时空分布规律和地形地貌会导致雷击事故的发生概率不尽相同。一般雷击事故会发生在人口密度较低的地方，在城市边缘的发生概率最高。由于10kV配电线路等线路安装高度不高，导致其与建筑物之间存在一定的相关性，建筑物对线路本身具有一定的保护作用，而在较为空旷的地区，由于建筑物的密度不高，而且周围没有比较明显的物体遮挡，使得线路暴露在空旷的地区，容易发生安全事故使雷击对其造成的不利影响大大增强，从而容易导致发生跳闸事故[4]。另外，跳闸事故的发生时间具有一定的集中性，一般是发生在一个月度具体的某几天。这主要是由于天气及季节对雷击概率的因素影响。某些季节，比如春季多雨季节，夏季雷电高发季节等，容易导致雷电的产生，由于雷击概率增加导致线路被雷击击中的概率相对增加，电网跳闸的概率随之增加。根据调查的数据显示，一般在6～8月是雷击线路跳闸的高发时段，而春季的主要线路跳闸高发时间点主要在三月左右。为了尽可能的避免配电线路设备发生故障以及配电线路安全造成的各种损伤，一般在某些具体的地方会安装有线路避雷器。比如，在配电变压器柱上开关、刀闸等重要的配电设备处安装避雷器，用避雷器来进行保护；在线路易击断、跳闸故障多发的线路地区安装避雷器；在架空导线与电缆线路转换处安装避雷器。

避雷器在具体的运行过程中也容易发生一些质量问题及安全事故，因此需要相关的检修人员对避雷器的正常使用情况进行调查，需要经常性的安全检测，避免一系列的安全事故发生。在一定程度上提高用电的可靠性。

2 雷击故障点与地闪时空分布规律的相关性研究

2.1 雷击事故与雷电地闪在时间上的相关性

一般情况下，雷击事故的发生概率与季节以及天气情况息息相关。倘若是雷雨的多发季节，及雷击跳闸事故的发生率也普遍比其他季节以及一些月份的发生概率更高，可以观测到其线路的雷击跳闸的次数明显升高。而且在潮湿的环境下，线路的老化问题也相对而言更加严重，线路的耐雷性能也相对而言会更低。因此，在具体的安全防护及防雷击事故中需要对这些地区进行着重观测以及重点保护。有关部门需要对一些雷雨多发季节情况下的保修以及改善情况多做一些研究，以应对雷雨季节的来临。最好是根据地区的历年天气情况，来做一个具体的评估分析以及调查表，确定出雷雨多发季节在一年之中的发生具体时间段，并对这些时间段进行详细的政策分析，多做相关防防护措施。

2.2 雷击故障点分布与地闪分布的相关性分析

地闪密度是表征地区雷电活动强烈程度的重要参数，它定义为单位面积区域在一年里的落雷地闪密度，是反映具体的落雷次数的一个相关数据。相比其其他的一些相关科学概念，它会更加生动的具体的合理的显示出雷电参数的各项参数，并精确地反映一年中的地闪发生概率以及次数，还有频率和密集程度等等。地闪密度的样本基础是来自于雷电定位系统的自动监测数据，经过了多年来的技术推广以及应用，我们已经电网以及相关的电力应用方面逐步的建立了雷电定位的原始数据，它能够通过具体的系统监测来进行相关数据的测量，为雷电技术以及相关概率的发生提供了一个具体数据，能够定位到电力系统安全生产的相关风险系数，以提高人类的生命财产安全指数。尽量对于各种雷电事故的发生概率进行一个相关事故监测报告，以降低事故的发生比例。地闪密度的统计采用网格法，也就是将具体的对象进行一个连续的面积近似的虚拟网络设计，然后根据网络中的各种地闪次数，进行一个相应的网格面积计算，然后得到的计算面积，用来显示出地闪的概率以及相关事故发生情况[5]。

对于具体地区的防雷性能评估主要是根据相关避雷器的质量情况、数量情况以及季节中雷电次数的发生情况进行相关计算的。一般情况下，雷电季节的发生概率与电击跳闸事故的发生概率呈正相关。但是由于其具有随机性，因此具体地方的防雷性能比例还需要更加详尽的调查。

[1]关志根.高电压工程基础[M].北京：中国电力出版社，2013.

[2]宋庭新.基于网格计算的雷电电磁环境仿真[D].华中科技大学，2015.

[3]文武.感应雷电磁干扰及防护研究[D].武汉大学，2004.

[4]谭湘海.输电线路的防雷设计[D].湖南大学，2004

[5]李志娟.漂河配电网线路防雷技术研究[D].长沙理工大学，2008.

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2016-10-19