10kV架空絕緣導線的防雷擊斷線措施

丁 羽

（廣東電網(wǎng)潮州潮安供電局，廣東 潮州 521000）

1 引言

雷擊引起的故障在10kV架空線路總故障中占很大比重，隨著新建線路或改造線路的絕緣率越來越高，雷擊斷線的問題越來越嚴重，對配網(wǎng)的安全、可靠的運行以及經(jīng)濟效益帶來了極大的影響。所以，需要找出雷擊絕緣導線斷線的主要原因，并且采取合適的防雷擊斷線措施。

2 雷電的特點及分類

雷電發(fā)生時的特點是雷電的放電時間大概只有幾十微秒，產(chǎn)生的電流最大值可高達幾十萬安。同時，伴隨著大量的熱能的產(chǎn)生，在一定范圍之內(nèi)的空氣溫度瞬間可升高10000℃～20000℃，空氣的沖擊壓力非常大，瞬間可以高達到幾十個大氣壓。

從雷電的危害角度分類，分為球形雷、感應雷和直擊雷三種。感應雷過電壓和直擊雷過電壓是配電線路遭受雷害的兩種過電壓形式。感應雷過電壓由雷電擊中架空絕緣線路周圍的大地或地上物體通過電磁感應在架空絕緣線路上產(chǎn)生，三相絕緣導線上的感應雷過電壓極性相同和幅值相近，容易造成單相閃絡或者發(fā)展到相間短路。直擊雷過電壓是雷云放電擊中架空絕緣導線的一相或多相產(chǎn)生，因為架空線路絕緣水平較低、相間的距離小，容易引起相間短路。

3 架空絕緣線路雷擊斷線機理及防護方法

3.1 雷擊斷線機理

架空絕緣導線容易因雷擊對地擊穿放電后，在其絕緣層上呈一細小的針孔狀，并在靠近絕緣子的兩旁隨機分布。雷電擊穿閃絡后，工頻續(xù)流電弧受導線絕緣層的阻隔，弧根集中在針孔處燃燒而無法移動，如圖1（a）所示。當雷擊引起線路兩相或三相對地短路，相對地電弧在熱應力和電磁力的作用下，弧腹向絕緣子的負荷側(cè)上空漂移，在空中交匯也可能發(fā)展成相間電弧，但弧根始終固定在擊穿孔的位置，如圖1（b）所示。相間短路電流幅值達幾千安至十幾千安，弧根溫度瞬間升至上千攝氏度，加之導線自重產(chǎn)生的拉力，芯線瞬間熔化斷開。

3.2 雷擊斷線防護方法

導致架空絕緣線路斷線根本因素是雷擊閃絡后的工頻續(xù)流電弧，所以，防護絕緣導線雷擊斷線的方法可歸納為疏導式方法和堵塞式方法。疏導式方法的思路是允許架空絕緣線路有一定的雷擊閃絡概率，但應設法把雷擊閃絡后產(chǎn)生的工頻續(xù)流電弧進行疏導，達到保護導線免于電弧燒傷斷線的目的，這種方法可以通過在架空絕緣線路安裝防弧金具、放電鉗位絕緣子等措施來實現(xiàn)。堵塞式方法的思路是通過采取措施盡可能降低線路雷擊閃絡概率，或采取相關(guān)的措施來阻止雷擊閃絡后發(fā)生的工頻續(xù)流起弧，達到防止架空絕緣導線被燒斷的目的，這種方法可通過加強線路絕緣、安裝避雷線或金屬氧化物避雷器等措施來實現(xiàn)。

4 架空絕緣導線防雷擊斷線及減少雷擊跳閘的方法

通過對比架空絕緣導線防雷擊斷線的各種具體方法的優(yōu)缺點，再結(jié)合雷電活動強度和經(jīng)濟成本因素，選擇合適的架空絕緣導線防雷措施，減少線路受雷擊影響。

表1 架空絕緣導線防雷擊斷線及減少雷擊跳閘的方法對比

圖1 架空絕緣線路雷擊斷線機理示意圖

結(jié)合表1的對比，從線路可靠運行的角度，可以采取“堵塞式”防雷措施，采用架空地線、絕緣橫擔、過電壓保護器跳閘率比較低，不影響線路運行的可靠性和電能質(zhì)量，但是，堵塞式會使設備承受較大的雷電流壓力。從經(jīng)濟性的角度，對于原有線路進行改造的，可以考慮安裝防弧金具或者防雷驗電接地環(huán)作為防雷輔助設備，不需改變原有線路的絕緣子，在中心點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中降低跳閘率也非常有效和小電阻接地系統(tǒng)中提高重合率非常有效；（2）對于新建的架空絕緣線路中，在直線桿安裝防雷支柱絕緣子和在耐張桿安裝防雷耐張串，提高線路的綜合防雷水平，基本不需要維護，防絕緣子閃絡是非常有效的措施，在中心點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中降低跳閘率也非常有效和小電阻接地系統(tǒng)中提高重合率非常有效；（3）對于不適宜改造的舊線路，如耐張桿，可以在橫擔安裝過電壓保護器。

5 加強接地裝置檢查和維護

在每年雷雨季節(jié)前都要對管轄內(nèi)的接地系統(tǒng)進行檢查和測量，連接處的接觸面是否良好和緊固、接地引下線和接地體是否被破壞，并且測量接地電阻值是否在合格范圍內(nèi)，如果有其中一項達不到要求，那么接地電阻就達不到相關(guān)規(guī)定的要求，阻礙雷擊電流向地下釋放，容易造成了設備損壞。因此，對于檢查和測量不合格的接地系統(tǒng)，要及時做好整改，確保接地的電阻值在合格的范圍內(nèi)，保證雷電能夠順利釋放到地下。

結(jié)論

雷電是一種不受控的能量，架空絕緣線路的防雷擊斷線，在設計上要結(jié)合雷電活動強度和經(jīng)濟成本因素進行認真的考慮，選擇防雷能力強度的設備，提高線路綜合防雷水平。同時，線路運行管理部門，要在日常的運行維護中對運行中的防雷設備加強維護，對于發(fā)現(xiàn)問題要及時整改，提高配網(wǎng)供電的可靠性和安全性，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益。

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