针对华南沿海海陵岛地区的10kV配网防雷技术的应用

刘清敏

摘 要：海陵岛位于广东省阳江市西南端的南海北部海域，是广东第四大岛，属亚热带海洋气候，岛上地形以山地丘陵为主。受地形的影响，海陵岛年平均雷暴日数92天左右。为提高配网供电的可靠性，找出配电网线路在防雷措施和防雷设备上存在的缺陷和不足，针对性地改进和完善该地区配电线路防雷措施。

关键词：海陵岛;10kV配网;防雷技术;应用

一、海陵岛10kV配网线路周边环境及地理、地势情况及雷击隐患分析

（1）配网线路长，支线多，跨越地区复杂，同一条线路有些部分杆塔跨越山头，有些杆塔又设置在农田里，土壤电阻率变化大，地形复杂。据科学研究数据得出，该地属于雷击频率较高的地区。

（2）线路有部份台区变压器或避雷器曾经遭雷击损坏的情况，这是由于该线路的绝缘子大部分为瓷横担，绝缘子的U50%冲击放电电压超200kV，绝缘子绝缘水平高，雷击过流高压缺乏泄流通道，而台区的全波冲击耐压需不小于75kV。

（3）海陵岛四面环海，极端天气事件较多，周围地理环境非常空旷，土壤盐碱严重，电阻率低，带电云层经过时地下极易聚积与带电云层极性相反的电荷，带电云层与地之间的电场强度会快速上升，当电场强度达到一定值时，带电云层就会对地进行放电。

（4）周围线路交叉过多，10kV线路处于输电线路下，处于交叉段，直击雷的风险极低，但感应过电压和地电位反击可能性很大。

（5）线路绝缘子的绝缘水平不平衡;同一条线，直线杆有针式绝缘子、瓷横担等多种类型绝缘子，针式绝缘子由于绝缘水平低，往往雷击时，雷电流侵入的薄弱点，很容易造成绝缘子损坏。

二、配网线路线路型避雷器的保护范围分析

配电网的接地系统主要采用消弧线圈接地，这样的线路只有两相或三相对地短路才会出现跳闸。相对地会出现两种情况，一种是相对地电弧通过横担形成;另一种情况是相对地电弧在电磁力和热应力作用下，弧根向絕缘子负荷侧的上空漂移，在空中交汇发生短路。目前架空线路防雷主要采用疏导和堵塞两种方式防护。疏导方式是允许架空线路有一定的雷击闪络，但设法把雷击闪络后产生的工频续流电弧进行疏导。

故障脱离识别防雷绝缘子其实是一种串联外间隙氧化锌避雷器和普通绝缘子及故障指示的合体（以下简称避雷器），雷电波入侵时它能让雷电顺利通过，并阻止工频电流通过的功能。同时雷击事件是随机的，雷击的位置和雷电流参数都是不固定的，雷电过电压的侵入形态是各种各样，决定故障脱离识别防雷绝缘子防雷保护范围的主要因素是雷电过电压的波头陡度。如果雷电过电压的波头长度大于a/150（μs），即使故障脱离识别防雷绝缘子与保护点的距离a较远，也有效果;而如果波头长度短，则保护的距离a（m）变短。增加避雷器的设置数量，缩短了应保护绝缘子设备到最近的避雷器之间的距离。

海陵岛四周环海，台风等自然灾害频繁，根据现场周围环境、网络架构特点，我们主要采用故障脱离识别防雷绝缘子进行线路保护，具体措施如下：①中间线路直线杆绝缘子是瓷横担，用带故障脱离识别防雷绝缘子替换瓷横担绝缘子，但安装瓷横担的角钢横担长度短，如果安装故障脱离识别防雷绝缘子就会造成A相与C相线距离太小，相线之间距离小于电气安全距离，因此要把原有铁横担更换成标准型长铁横担;②中间线路直线杆绝缘子为针式绝缘子或柱式绝缘子，用带故障脱离识别防雷绝缘子直接替换;③耐张绝缘子杆上的跳线绝缘子是针式绝缘子或柱式绝缘子时，用带故障脱离识别防雷绝缘子替换原有针式绝缘子或柱式绝缘子，安装密度根据不同区域选取不同。

（1）海陵岛地区10kV配网线路部分处于山顶，大都是海拔几百米以下的山，这些区域，山顶、山脚和山坳口产生雷击过电压的机率和幅度大致相同，该区域的杆塔安装故障脱离识别防雷绝缘子的间隔应在120米-180米。若档距在60米左右，可隔一基安装一组即可。故障脱离识别防雷绝缘子替换原有50%的普通绝缘子，这一部分达到了50%的防雷概率;然后根据雷电波的传输规律，若档距在60米左右，假设雷击在没装避雷器中间杆，60/150=0.4μs，即波头长度大于0.4μs的雷电波都能防护，雷电波头时间的概率分布大致亦然，但其变化范围却与地理、气象条件无关，且相对于幅值、陡度的化范围而言很小，大体在0.5微秒～10微秒以内。

（2）配网线路附近（600米内）有110kV及以上高压线路或电信、移动基站，当发生雷击放电时，距落雷点600米范围内的配电线路都会产生一定幅值的感应过电压，又因10kV配网线路架设高度较低，故10kV配网线路产生雷击过电压90%以上为感应雷击过电压，因为高压线路、电信、移动通讯基站一般架设高度较高，且铁塔顶端装有避雷针，所以极易受雷，应重点防护，在该区域内的线路逐基逐相都应安装故障脱离识别防雷绝缘子。

（3）田地、道路旁相对前述地形而言受雷击概率略低，安装故障脱离识别防雷绝缘子的间隔应在150米-200米。若档距在60米左右，隔二基安装一组即可。该区域隔二基杆塔安装一组故障脱离识别防雷绝缘子替换原有1/3的普通绝缘子。

三、结语

雷电是自然现象，雷击事故是一种概率性事件，本文针对华南沿海海陵岛地区10kV配网线路所处不同的地理环境，不同的区域，选取故障脱离识别防雷绝缘子不同的覆盖密度，主要是以防为主，降低雷害事故概率为目的改造方法;防雷科学本身是一门自然科学与经验科技学的结合学科;力求找到一个既经济又简便的线路防雷方案。

参考文献：

[1]黄清社，徐奔，彭利强，等.10kV架空绝缘导线防雷保护的措施研究[J].高压电器，2010（12）：33-35.