10kV配电线路防雷措施研究王滨

10kV配电线路防雷措施研究王滨

王滨

（山西省运城市盐湖区供电公司山西运城044000）

摘要：10kV配电线路是配电网的重要组成部分。分布广、绝缘水平低。在配电线路运行的总跳闸次数中，由雷击引起的跳闸次数所占比例很大。雷害事故导致配电设备和用户设备的损坏，造成大面积停电，严重的情况下甚至造成人身伤亡，给工农业生产带来损失，给人们日常生活带来不便。就此，本文研究了10kV配电线路防雷现状，找出提高线路防雷水平的措施，对降低雷击跳闸率，减少配电设备雷击损坏率，确保企业用电的畅通、用电人员的安全及配电网的安全可靠运行有着重要的意义。

关键字：配电线路；防雷

一、引言

1OkV配电线路连接着变电站和众多用户，在雷雨季节，经常因雷害事故引起配电设备和用户设备的损坏，如绝缘子击穿或爆裂。配电线路断线、避雷器爆裂、配变毁坏、家用电器损坏，造成大面积停电，严重的情况下甚至造成人身伤亡等，给工农业生产带来损失，给人们日常生活带来不便。电网故障分类统计表明，在配电线路运行的总跳闸次数中，由于雷击引起的跳闸次数约占总跳闸次数70%一80%。尤其在多雷、土壤电阻率高、地形复杂、档距大的地区，雷击配电线路引起的故障率更高。

1OkV配电线路能否安全、稳定、可靠地运行，不但直接关系到企业用电的畅通、用电人员的安全，而且涉及到电力系统能否正常的运行。

二、10kV配电线路防雷措施

配电线路纵横延伸，地处空旷地带时，高出地面，具有引雷作用。10kV架空线路防雷保护包括架空裸导线防雷保护和架空绝缘导线防雷保护。

2.110kV架空裸导线防雷措施

目前，降低1OkV架空裸导线配电线路雷击跳闸率的主要措施有：加强线路绝缘、加装线路避雷器、降低杆塔接地电阻、装设自动重合闸装置、架设避雷线、合理使用消弧线圈等。

1、加强线路绝缘

为了提高1OkV配电线路的耐雷水平，需加强线路绝缘。瓷横担的耐雷水平是铁横担针式绝缘子的3倍多，因此，在10kV线路中应尽量选择瓷横担。对于现有铁横担线路，应更换成高一级的绝缘子。

2、装设线路避雷器

10kV配电线路上，每隔一定的间隔（6到7基杆塔）安装一组硅橡胶氧化锌避雷器（型号为HYSWS一17/50），是配电线路防雷的有效措施。特别是在1OkV配电线路的绝缘薄弱点，如个别金属杆塔、特别高的杆塔、个别铁横担、带拉线的杆塔和终端杆处，应装设避雷器进行保护。通常，保护绝缘子的线路避雷器与线路绝缘子并联安装。

在线路加强绝缘后，从节约技改费用考虑，在线路上不再等间隔大量安装避雷器，但在以下特殊部位安装带脱离器的氧化锌避雷器作为附加保护。（1）在有配变的地方、在配变前2基杆塔的地方加装一组避雷器，兼做线路保护和配电变压器的保护；（2）为防止开路反射，凡柱上断路器无避雷器保护的，在电源侧增装一组避雷器，其接地线与断路器金属外壳相连。（3）为防止感应雷电波在转角杆处因双向进波幅值升高，引发绝缘子闪络，在角度小于100度的转角杆上，加装一组避雷器进行保护，接地电阻要求同上；（4）大跨越档易遭直击雷和感应雷，断线事故难以恢复。在挡距大于500m的大跨越档的两侧杆塔上，各装设一组氧化锌避雷器，接地电阻要求同上；（5）为防止不同电压等级线路交叉跨越点事故，在与1OkV线路交叉的线路的交叉挡的两侧各加装一组线路避雷器，接地电阻小于10η。

3、降低杆塔的接地电阻

降低杆塔接地电阻可以减小雷击杆塔时的电位升高。目前降低杆塔接地电阻的方法主要有：

（l）加大接地体尺寸

根据理论分析计算可知，无论哪一种接地体，增大尺寸，均会降低线路杆塔接地装置的接地电阻。

（2）水平外延接地体

杆塔接地处允许的情况下尽可能采用水平放射接地体，不仅可以降低工频接地电阻，更重要的是可以有效降低冲击接地电阻，起到有效的防雷作用。但如在水平放射长度的1.5倍的范围内有较低土壤电阻率的地方，可以采用外引接地的方式。

（3）外引接地

指引出接地线与埋在深井内、湖边或大树下等低土壤电阻率处的接地极相连。

（4）采用降阻剂

实践证明，在水平接地体周围施加高效膨润土降阻防腐剂，对降低杆塔的接地电阻效果明显。

（5）深埋接地极

指避开地表高电阻层，将接地极埋在地下土壤电阻率小的更深处，可用竖井式或深埋式接地极。选择埋设地点时应选择：地下水丰富或地下水位较高的地方。若杆塔附近有金属矿体，可将接地体插入矿体上，利用矿体来延长或增大接地体尺寸。

（6）换土

土壤电阻率的高低直接影响接地电阻，如采用其他方法降阻有困难，可用电阻率低的土壤来代替电阻率高的土壤，即换土，以获得较低的接地电阻。

4、装设自动重合闸装置

由于线路绝缘具有自恢复性质，线路遭雷击后，雷电闪络产生稳态的工频电弧使相间短路，当开关跳闸后电流被切断，电弧熄灭。经一定时间重合后，电弧一般不会重燃。因此安装重合闸装置对降低线路的雷击事故效果较好。据统计，35kV及以下的线路重合闸成功率达50%一80%。因此应尽量在架设在多雷区的1OkV线路分支线路安装重合闸装置，提高供电的可靠性。

5、架设避雷线

架设避雷线是防止雷直击配电线路的保护措施。在配电线路上架设避雷线可使雷电流向各个线柱分流，增强耐雷水平。

对感应雷来说，由于避雷线的屏蔽效果，可抑制其在相导线中产生的过电压。传统方法采用同杆架设架空避雷线对空旷地带架空线路进行屏蔽保护。

6、合理使用消弧线圈

雷电活动强烈、接地电阻又难以降低的地区，10kV配电网可考虑电网中性点经消弧线圈接地。雷击闪络大多数是从单相闪络发展为相间闪络的，采用消弧线圈后，可使大多数雷击单相闪络接地故障被消弧线圈消除，不至发展为持续的工频电弧。而当雷击引起两相或三相闪络故障时，第一闪络并不会造成跳闸，先闪络的导线相当于一根避雷线，增加了分流及对非故障相的藕合作用，使未闪络相绝缘上的电压下降，从而提高了线路的耐雷水平。正确整定消弧线圈的运行参数，可明显减小相间闪络建立工频电弧的概率。采用消弧线圈接地后运行效果良好，雷击跳闸率可降低1/3左右。

2.210kV架空绝缘导线防雷措施

绝缘导线解决了架空裸导线的走廊和树线矛盾，提高了运行的可靠性，与电缆相比，投资省、建设快，优点十分明显，但10kV绝缘导线雷击断线导致运行可靠性降低的问题却十分突出。

消除绝缘导线断线有两种方法：一是将绝缘导线与绝缘子相连部分的绝缘层剥掉，由于电弧能在导线表面移动，则不会烧蚀绝缘导线，但必须安装保护间隙，防止工频续流烧蚀绝缘子。另外一种方法就是采用避雷器保护，切断工频续流，达到防止导线断线的目的。相应的防范措施就有“疏导”和“堵塞”两种方式。

“疏导”就是将绝缘子附近的绝缘导线局部裸线化，使工频电弧弧根转移或固定在特制金具上燃烧，从而保护导线免于伤害。

“堵塞”就是防止雷击闪络后工频电流起弧。“堵塞”方式防护效果好，但施工复杂、投资大。

正在研究的还包括：在绝缘子两侧局部加强导线绝缘；采用长闪络路径雷器，延长闪络路径，使电弧容易熄灭；降低工频电弧建弧率等方法。

三、结论

近年来，我国电力系统不断发展壮大，在配网线路中，防雷技术是关系到10kV配网线路是否可靠的关键因素，因此探讨10kV配网线路防雷措施具有重要的现实意义。

参考文献：

[1]喇元.胡贤德.彭发东.程文锋，周浩.10kV配电网防雷技术研究[J].能源工程，2013，（04）：16-19.

[2]黄兰英.10kV配电线路防雷水平分析及提高方法的研究[D].西南交通大学，2009