10kV架空絕緣導(dǎo)線和避雷器雷擊故障分析及防護對策

林嘉偉（廣東電網(wǎng)有限責任公司珠海供電局，廣東珠海，51900）

10kV架空絕緣導(dǎo)線和避雷器雷擊故障分析及防護對策

林嘉偉
（廣東電網(wǎng)有限責任公司珠海供電局，廣東珠海，51900）

隨著贖回的發(fā)展，人們對電力的需求不斷增加，對電力資源的要求也在不斷地提高，為此，一些企業(yè)為解決電力運行中的問題，保證電力安全穩(wěn)定的傳送，就在10KV的架空線的架設(shè)過程中采用絕緣導(dǎo)線或者安裝避雷器，但這依舊會受雷擊的影響，并產(chǎn)生一些故障，給電網(wǎng)供電帶來麻煩，本文就對雷擊故障進行分析，并給于一定的防護建議，提高我國的供電質(zhì)量。

絕緣導(dǎo)線；避雷器；雷擊故障；防護

眾所周知，在電力系統(tǒng)中輸電線路就好比是人的血脈，它將發(fā)電廠產(chǎn)生的電能輸送到各方，構(gòu)成供配電網(wǎng)絡(luò)，由于輸電線路的特點，所以其很容易受到雷擊，引起線路和設(shè)備的損壞，帶來重大損失。因此分析防雷措施顯得尤為重要。

珠海，是廣東的一個雷擊高發(fā)區(qū)，自2011年來，發(fā)生雷擊災(zāi)害的最少有58起，被媒體報告的雷擊事故有17起，一年平均有62天的雷暴日，接近六分之一的時間，雷暴多發(fā)是在4到9月，其中8月份的雷暴日最多。珠海特殊的地理氣候，架空線路遭受雷擊的可能性非常高，特別是10KV輸電線路受雷擊后更容易受損，造成電力網(wǎng)絡(luò)的癱瘓，下面開始探討10KV架空絕緣導(dǎo)線和避雷器雷擊故障分析及防護對策。

1 架空絕緣導(dǎo)線雷擊故障機理

不同的地區(qū)和電壓等級的輸電線路的耐雷水平不同，架空線路所受雷擊的方式有4種可能，分別是雷擊塔頂、雷擊避雷線、雷擊導(dǎo)線、雷擊線路附近地面。這4種情況又可概括為兩類，感應(yīng)雷過電壓和直擊雷過電壓。10KV架空線路中，由感應(yīng)雷雷擊故障占絕大部分，感應(yīng)雷放電電流的大小在千安以下，但感應(yīng)電壓的過電壓值超過200kV。如此高的過電壓值對10KV架空線路來說是致命的，這樣會引起線路的絕緣閃絡(luò)，甚至是絕緣導(dǎo)線斷線。

雷擊時，輸電線路之間，輸電線路與地之間都會產(chǎn)生電弧，但雷擊絕緣導(dǎo)線與雷擊裸導(dǎo)線所產(chǎn)生的電弧特性不一樣，它們對導(dǎo)線的破壞程度也不一樣。當直擊雷或感應(yīng)雷過電壓作用于裸導(dǎo)線引起絕緣子閃絡(luò)時，由電磁感應(yīng)定律我們可知，雷擊引起的感應(yīng)短路電流在電磁力的作用下，它的方向與電源方向相反，同時有各種保護的存在，在一定時間后，保護動作，切斷電弧。導(dǎo)線是電弧弧根的附著點，不斷向前運動，以此同時受熱應(yīng)力的作用不斷向空中飄浮。可以看出，電弧弧根的溫度是最高的，對導(dǎo)線的損壞程度最明顯，其余地方溫度相對較低，對導(dǎo)線損壞能力比較有限，一般不會燒損導(dǎo)體。我們還可以得出一個結(jié)論就是電弧的弧根是沿導(dǎo)線運動的，電弧難以聚集，所以難以使導(dǎo)線集中被燒損，從而不容易引起導(dǎo)線斷線。

而當直擊雷或感應(yīng)雷過電壓作用于絕緣導(dǎo)線時所發(fā)生的情況則會大為不妙， 若雷電過電壓的幅值很高時，導(dǎo)線的絕緣層和絕緣子將會遭到同時擊穿和閃絡(luò)。這時產(chǎn)生的電弧的電流很大而且作用時間也很短，導(dǎo)線絕緣層會被擊穿呈一針孔狀，不會燒斷導(dǎo)線。但是，當雷電過電壓閃絡(luò)，特別是相與相之間閃絡(luò)，會使電流瞬間上升到幾千安培，電弧能量急劇增加。此時，由于架空絕緣導(dǎo)線絕緣層的存在，會阻礙電弧沿導(dǎo)線運動，影響電弧能量的釋放。高溫弧根只能被固定在絕緣層的擊穿點，使導(dǎo)線和絕緣層的溫度不斷升高直至燃燒。雖然有各種保護元件，但短路電流太大，即使將繼電器動作時間調(diào)整到最小，導(dǎo)線也會在斷路器動作之前燒斷，這就是為什么絕緣導(dǎo)線在遭受雷擊后斷線的原因。

根據(jù)以上分析可以看出，雷擊架空絕緣導(dǎo)線的危害巨大，為此我們必須采取必要措施使架空線路受雷擊損害的程度減到最小。規(guī)劃好架空絕緣導(dǎo)線之間的間隔，安裝有效的避雷裝置，同時做好滅弧措施，使導(dǎo)線溫度盡快下降等。

2 防止10KV架空絕緣導(dǎo)線雷擊故障的有效措施

2.1 防止架空線路雷擊后引起絕緣閃絡(luò)

架空線路輸電需要塔桿作為支撐，當雷擊絕緣導(dǎo)線時，可能使塔桿的電位升高，原來接地的塔桿具有了高電位，很可能向?qū)Ь€放電，這樣過電壓就會加到導(dǎo)線上，這種現(xiàn)象我們稱之為絕緣閃絡(luò)。發(fā)生絕緣閃絡(luò)概率的大小與線路的耐雷水平有關(guān)，線路耐雷水平越好，發(fā)生絕緣閃絡(luò)的可能性就越小。因此，我們可以得出，降低塔桿的接地電阻，增大耦合系數(shù)同時使絕緣性變好，安裝避雷器等都能減少架空絕緣導(dǎo)線發(fā)生閃絡(luò)。

2.2 安裝架空地線

當發(fā)生雷擊時，雷擊所產(chǎn)生的電流通過疏導(dǎo)的方法，使其不作用于各相電路上，我們可以在采用絕緣導(dǎo)線的10kV架空線路上安裝架空地線，將雷擊產(chǎn)生的短路電流通過地線引入大地。這樣就可以使雷擊過電壓的幅值大大降低，從而達到保護架空絕緣導(dǎo)線的目的。這樣的方法對架空地線是有具體參數(shù)要求的，應(yīng)根據(jù)當?shù)氐臍夂虻乩憝h(huán)境和實際輸電電壓等級，根據(jù)國家標準設(shè)計。采用架空地線防雷擊也有一定的局限性，當發(fā)生雷擊時，導(dǎo)線只感應(yīng)過電壓，對于10KV的輸電線路來說，雷擊產(chǎn)生的過電壓值非常高，單純的安裝架空地線對10KV絕緣線路的作用不明顯。安裝架空地線的方法對架空線路的絕緣水平要求很高，同時也需要在電壓等級比較高的情況下，如110KV以上架空線路。如前面分析的絕緣閃絡(luò)現(xiàn)象可知，當雷擊發(fā)生之后，由于10KV架空絕緣導(dǎo)線的絕緣水平較低，會出現(xiàn)反擊閃絡(luò)的現(xiàn)象，并導(dǎo)致架空絕緣導(dǎo)線的工頻出現(xiàn)續(xù)流，架空絕緣導(dǎo)線很容易被燒斷。從歷年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，各地10kV架空絕緣導(dǎo)線遭受直接雷擊的可能性比遭受感應(yīng)雷的可能性要小，大部分雷擊架空線路損壞都是由于感應(yīng)雷引起的，因此，在遭受直擊雷比較頻繁的地方才適合用安裝架空地線這一防雷措施。

2.3 安裝氧化鋅避雷器

避雷器的作用是專門限制線路上雷擊過電壓或操作過電壓，它實質(zhì)上是一個放電器，它與被保護的設(shè)備并聯(lián)，當雷擊后產(chǎn)生過電壓時，避雷器就會動作，進行放電，從而使絕緣架空線路上的過電壓降下來，保護導(dǎo)線。

市面上有各種類型的避雷器，其中氧化鋅避雷器以其通流容量大、結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉等優(yōu)點成為避雷器的主流。氧化鋅避雷器有極好的保護性能，正常工作電壓時，線路中流過避雷器的電流極小，不會有太大的損耗，當電壓過高時，避雷器的電阻就會變小，釋放出過電壓的能量，從而起到保護作用。并且其有較好的特性，能快速切斷工頻續(xù)流，重復(fù)動作能力強，在10KV架空絕緣線路上安裝氧化鋅避雷器對防雷有較好的作用。

2.4 安裝過電壓保護器

過電壓保護器對過電壓有較好的削減作用，一般安裝在導(dǎo)線的絕緣子上，特性比較好。對雷擊過電壓有明顯的保護作用，但其成本相對較高，必須綜合考慮。

3 結(jié)束語

10KV架空絕緣線路和避雷器在生產(chǎn)生活中占了很重要的一部分，雷擊現(xiàn)象又是自然界中不可避免的。如何做好防雷措施，保證架空線路的安全，使電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行是不可回避的問題。架空線路主要遭受的雷擊有直擊雷和感應(yīng)雷，其中大部分是感應(yīng)雷，它會使絕緣架空線路過電壓，特別對10KV以下的線路危害尤為嚴重。我們必須采取有效措施減少因為雷擊而產(chǎn)生的損失，如安裝架空地線、安裝避雷器、安裝過電壓保護器等。各種措施應(yīng)靈活使用，更要因地制宜，針對不同的環(huán)境根據(jù)國家行業(yè)標準進行防雷保護，還要考慮到經(jīng)濟性和可操作性。

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Failure analysis and Protection Countermeasures of 10kV overhead insulated wire and lightning arrester

Lin Jiawei
（Guangdong Power Supply Bureau Zhuhai Power Supply Bureau，Zhuhai Guangdong，519000）

With the development of redemption and increasing demand for electricity，power resources also constantly improve.Therefore， some enterprises in order to solve the problems in the operation of power to ensure the safety and stability of the power transmission，is in 10kV overhead lines during the erection of the insulated conductor or install lightning arrester，but it will still be struck by lightning effects，and produce some fault，to power supply trouble，in this paper， the lightning fault analysis and give some protective suggestions，in order to improve the quality of power supply in our country.

insulated wire；arrester；lightning fault；protection