10kV线路防雷技术研究与应用

张岳勇，倪 健

（新安江水力发电厂，浙江省建德市 311600）

0 引言

新安江电厂10kV系统罗桐埠104线路正常运行时，有功为1000kW、电流为70A左右。线路全长五千多米，包括电缆、架空绝缘线及架空裸导线三部分，供厂办公大楼、罗桐埠水工观测房和白沙微波站等负荷。罗桐埠104线水泵变处杆塔至白沙微波变线路，是沿着山脊布置，采用杆塔架空方式，当遇到雷击时，会发生避雷器击穿烧毁及跌落熔丝熔断等故障。

1 避雷器及跌落熔丝故障原因分析

1.1 避雷器选型是否合适

新安江电厂罗桐埠104线避雷器均采用型号为HY5WS-17/40产品。根据GB 11032—2010《交流无间隙金属氧化物避雷器》[1]，标准波下的残压与陡波下残压/1.15两者中的较大者为避雷器的雷电冲击保护水平，该避雷器为41.3kV。咨询了避雷器厂家，该型号避雷器能够承受本线最大的雷电冲击电流。

1.2 杆塔接地体电阻是否在合格范围内

安排维护人员对10kV系统罗桐埠104线装避雷器的杆塔（见图1）进行接地体电阻测量。

根据DL/T 5220—2005《10kV及以下架空配电线路设计技术规程》[2]，10kV线路接地体电阻应小于10Ω，否则泄漏电流不能快速通过避雷器，易产生雷电反击、绕击[1]。电气试验班对104线沿线杆塔避雷器引下线及罗水泵变压器、白沙微波变压器处接地电阻定期进行测量，并对不合格接地体进行处理，使接地电阻合格，接地体电阻导致雷击故障的因素可以排除。

图1 10kV系统罗桐埠104线装避雷器杆塔Fig．1 Lighting arrester tower of line 104，10kV system

1.3 检查避雷器质量是否符合要求

新安江电厂采购的新避雷器均经过检查并进行预防性试验，合格后方可投入使用。新安江电厂罗桐埠104线避雷器均采用型号为HY5WS-17/40的无间隙氧化锌避雷器，每三年定期更换，且安装前均经过预防性试验合格。随机选取一组换下来的避雷器进行预防性试验，结果合格，因此罗桐埠104线避雷器预防性试验结果良好，质量合格。

1.4 对10kV系统罗桐埠104线防雷系统进行分析

10kV系统罗桐埠104线防雷设施仅有避雷器一种。目前，避雷器不能有效抵御频繁的直击雷过电压，据统计，在2014年发生的5次雷击过电压中共打爆11只避雷器，炸裂的避雷器如图2所示。

图2 炸裂的避雷器Fig．2 Cracker lighting arrester

2 防雷技术研究与应用

2.1 加装防雷绝缘子放电间隙

防雷绝缘子主要由复合绝缘子及放电间隙（引弧棒和下钢脚）两部分组成，既为架空线路提供绝缘支撑，又在雷击过电压时通过间隙闪络放电，防止线路设备击穿[2]。选择FEG-12/5型防雷绝缘子，如图3所示。

由于防雷绝缘子的雷电全波冲击耐受电压为75kV，大于避雷器的保护水平（41.3kV），起不到保护避雷器及线路设备的作用。改进该防雷绝缘子，通过调整放电间隙距离来改变雷击耐受电压值（击穿电压）[3]。电气试验班进行放电间隙试验，参数见表1。

图3 FEG-12/5型防雷绝缘子Fig．3 FEG-12/5 lightning insulator

表1 HY5WS-17/40避雷器放电间隙试验数据Tab.1 Test data of HY5WS-17/40 lightning arrester discharge gap

从HY5WS-17/40避雷器技术参数来看，要起到保护避雷器及线路的作用，放电间隙必须比避雷器雷电冲击保护水平低一些以降低避雷器残压[4]，因此将放电间隙控制在45mm左右，才能保护避雷器不会损坏。放电间隙支脚加工如图4所示。

在罗桐埠104线水泵变进线及紫金家园62-1号杆处各加装一组改进后的防雷绝缘子及避雷器（见图5）。

图4 放电间隙支脚加工图Fig．4 Leg drawing of discharge gap

图5 改进后的防雷绝缘子Fig．5 Lmproved lightning insulator

2.2 增加线路避雷器及避雷器放电间隙

在罗桐埠104线水泵变压器、白沙微波变压器高压侧及进线处各增加一组避雷器及避雷器放电间隙。由于空间限制，采用将放电间隙与避雷器结合起来，创新的改进了产品，见图6和图7。

图6 带放电间隙的氧化锌避雷器Fig．6 Zinc 0xide lightning arrester with discharge gap

图7 罗水泵变压器处安装的带放电间隙的氧化锌避雷器Fig．7 Zinc 0xide lightning arrester with discharge gap on Luo water pump transformer

3 防雷技术实施效果

新防雷技术于2014年底实施完成，现将2013～2016年罗桐埠104线故障情况统计如表2所示。

表2 2013～2016年罗桐埠104线故障情况统计Tab.2 2013～2016 years Faule statistics of Line Luo 104

由以上数据可以看出，通过防雷技术的实施，10kV线路遭受雷击产生的故障大大降低，取得了极好的效果。

4 直接与间接效益

（1）经过2年的雷电考验，防雷绝缘子放电间隙的加装及新增避雷器，有效地保护避雷器不被击穿，既节省了维护费用，又减少了抢修工作量。

（2）从整体上提升了104线的运行可靠性，保证其所供设备的供电稳定性。

（3）104线雷击故障发生率降低的经验，可类推到其他10kV外围线路，提高所有外围线路的防雷水平。

[1] 张华成，杜鹃． 一起10kV线路经过渡电阻接地分析．电力设备，2016（19）．ZHANG Huacheng，DU Juan． Analysis of a 10kV line through degree resistance grounding． Electrical Equipment，2016（19）．

[2] 张文峰．合成绝缘子耐雷水平的探讨．广东电力，1999，12（4）：22-23．ZHANG Wenfeng． Study on the lightning resistance level of synthetic lnsulators Guangdong Electric Power，1999，12（4）：22-23．

[3] 陈建胜，黄天猛．10kV防雷绝缘子改进及效果分析．电工文摘，2016（6）．CHEN Jiansheng，HUANG Tianmeng． Improvement and effect analysis of 10kV lightning lnsulator．Electrician Abstracts．2016（6）．

[4] 宋平辉．10kV架空线路绝缘子防雷．电工文摘，2016（6）．SONG Pinghui． Lightning protection of 10kV overhead line insulators． Elecrician Abstracts，2016（5）．