架空絕緣配電線路防雷保護措施的技術(shù)經(jīng)濟比較

耿世艷

（清澗縣供電分公司，陜西 清澗718399）

0 引言

清澗供電分公司管轄的東清電網(wǎng),區(qū)內(nèi)崇山峻嶺延綿不斷,年平均雷暴日在20-60 天之間,屬于多雷地區(qū)。 隨著城市電網(wǎng)與農(nóng)村電網(wǎng)的大規(guī)模建設(shè)與改造,架空絕緣配電線路遭受雷擊斷線和絕緣子擊穿事故日益增多。筆者認(rèn)為有必要對于幾種常用的架空絕緣配電線路防雷技術(shù)措施展開分析討論。

1 雷電過電壓基本概念

1.1 直擊雷過電壓

帶有強烈靜電電荷的雷云對地放電過程中,如果直接擊中的地面物體是電氣設(shè)備或輸配電線路, 就會使設(shè)備或線路遭受直擊雷過電壓。 這種直擊雷過電壓可以達到數(shù)千千伏或者數(shù)萬千伏,雷電流可以達到數(shù)百千安,嚴(yán)重危害供電系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行。

1.2 感應(yīng)雷過電壓

輸配電線路上受雷云感應(yīng)的束縛電荷,在雷云對地放電過程中導(dǎo)線上的束縛電荷沿著導(dǎo)線向兩側(cè)迅速運動,形成感應(yīng)過電壓。 感應(yīng)雷過電壓與雷電流大小和導(dǎo)線懸掛高度成正比,和雷擊點與導(dǎo)線距離成反比。 感應(yīng)雷過電壓雖然比直擊雷過電壓低, 但是最高也可以達到300-400kV。

2 幾種常用的架空絕緣線路防雷技術(shù)措施

2.1 架設(shè)架空避雷線

傳統(tǒng)方法采用架空避雷線的屏蔽來保護架空絕緣配電線路,其感應(yīng)電壓可降至1/(1-k)(k 為避雷線、導(dǎo)線間的耦合系統(tǒng)與沖擊系數(shù)之積)。此法優(yōu)點是能較好防止直擊雷且免維護。缺點是防止繞擊雷效果不理想,且容易形成線路反擊,綜合投資成本最高,約8000 元/km。

2.2 安裝金屬氧化物避雷器(MOA)

金屬氧化物避雷器(Metal Oxide Arrester),縮寫為MOA,也稱為氧化鋅避雷器,可有效地截斷工頻續(xù)流,限制雷電過電壓和配電線路的感應(yīng)過電壓。 優(yōu)點是限制雷電過電壓效果較好。 缺點是:

1）保護范圍較小。

2）安裝時必須剝開導(dǎo)線絕緣層，有可能引起絕緣導(dǎo)線線芯進水，導(dǎo)致導(dǎo)線弧垂處發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引發(fā)導(dǎo)線斷裂。

3）由于氧化鋅避雷器(MOA)在運行期間，長期承受工頻電壓,容易引起閥片老化,因此要注意維護檢修工作。 如果全線路裝設(shè)，投資成本較大，約6000 元/km。如果只在線路上雷電易發(fā)處裝設(shè)，則投資成本較低。

2.3 采用線路過電壓保護器

線路過電壓保護器吸收國外采用的限流消弧圈的工作原理，通過限流元件能夠快速切斷工頻續(xù)流，可有效限制雷電過電壓，不需要斷路器跳閘來滅弧，不會造成供電中斷或影響供電質(zhì)量。

優(yōu)點：

1）可有效限制雷電過電壓，防止雷擊斷線事故,降低雷擊跳閘概率。

信息請登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng)

2）平時不承受運行工頻電壓,使用壽命長，可免維護。

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3）安裝方便，不用剝開導(dǎo)線絕緣層。

缺點：只能防護擊穿絕緣導(dǎo)線的雷擊過電壓，對于其他類型的過電壓則不能起到防護作用，需用導(dǎo)線終端或電氣設(shè)備附近的金屬氧化物避雷器(MOA)來限制。 綜合投資成本約6000 元/km。

2.4 安裝電導(dǎo)型放電絕緣子

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安裝電導(dǎo)型放電絕緣子，就是在絕緣導(dǎo)線固定處,剝開絕緣層,加裝引弧放電間隙及特殊設(shè)施的金屬線夾。 雷電閃絡(luò)引發(fā)的工頻續(xù)流,將會在該金屬線夾上引起燃弧而導(dǎo)致線路斷路器跳閘,從而起到避免燒傷絕緣子和保護導(dǎo)線的作用。

優(yōu)點：安裝方便,可免維護。

缺點:安裝時必須剝開導(dǎo)線絕緣層。

2.5 關(guān)于防雷接地裝置

1）配電變壓器的接地電阻

按照SD292—88《架空配電線路及設(shè)備運行規(guī)程》規(guī)定,總?cè)萘繛?00kVA 及以上的變壓器其接地裝置的接地電阻不應(yīng)大于4,每個重復(fù)接地裝置的接地電阻不應(yīng)大于10;總?cè)萘繛?00kVA 以下的變壓器,其接地裝置的接地電阻不應(yīng)大于10,且重復(fù)接地不應(yīng)少于3 處。

2）柱上開關(guān),隔離開關(guān)和熔斷器的防雷裝置,其接地裝置的接地電阻，不應(yīng)大于10。

3）降低桿塔接地電阻是提高線路耐雷電水平的有效措施。有避雷線的配電線路,其桿塔接地電阻不宜大。

4）對于土壤電阻率較低的地區(qū),應(yīng)該充分利用桿塔的自然接地電阻。 采用與線路平行的地中伸長地線的辦法,可以因其與導(dǎo)線之間的耦合作用而降低絕緣子串上的電壓,從而使線路的耐雷電水平得以提高。

3 結(jié)論

1）前面所述4 種防雷技術(shù),互有優(yōu)劣。 其中采用架空避雷線、金屬氧化物避雷器、線路過電壓保護器3 種技術(shù),在各供電公司所屬架空絕緣配電線路中都已普遍應(yīng)用。 值得一提的是,線路過電壓保護器的防雷效果是穩(wěn)定和顯著的。

2）在確定架空絕緣配電線路的防雷方式時,應(yīng)該全面考慮線路的重要程度、系統(tǒng)運行方式、地形地貌特點、土壤電阻率的高低、線路經(jīng)過地區(qū)雷電活動的強弱等因素。特別強調(diào)的是首先必須充分降低接地電阻,完善防雷接地裝置,以有效地導(dǎo)泄雷電流,消除過電壓對于設(shè)備的危害。

［1］農(nóng)村電工[J].

［2］榆電線路的運行檢修[Z].