10kV架空絕緣導線雷擊斷線防護探討

鐘萬軍

摘 要：近年來廣東電網陽江陽春供電局春城供電所10kV架空絕緣導線雷擊斷線情況，對配電架空線路雷電感應過電壓產生機理進行了探討和分析基礎上，找出斷線原因，并提出可行的解決對策。

關鍵詞：春城供電所；絕緣導線；雷電感應過電壓；解決對策

與電纜線路對比，絕緣線路具有投資省、建設快的優點。當前，陽春供電局管轄范圍與電纜線路對比，絕緣線路建設速度快、投資額度小。目前在陽春供電局所進行管轄的范圍之內，架空絕緣導線運行的比例在總的10kV線路中逐年增加，因而雷擊斷線問題也十分突出，引起了陽春供電局運行管理人員和領導的高度重視。

1 雷擊斷線統計分析

2006年6月始，陽春供電局春城供電所架空配電線路開始大范圍地使用的架空絕緣導線，雷擊斷線問題一直存在，2008年5月、6月份強雷暴天氣異常強烈，更使得雷擊斷線問題凸顯出來。2008年5月1日至 6月30日，春城供電所10kV線路累計故障停電80次，受強雷暴天氣影響，故障次數、停電時戶數大幅上升，因雷擊引起的故障合計38次，占故障總次數的47.5%，占故障停電時戶數的65.26%。

2 空絕緣導線雷擊斷線的原因。

2.1 直擊雷

直擊雷指的是地面上突出物與雷云之間所形成的電場強度，足以形成空氣擊穿強度時的放電現象。據多年實際經驗可知，所有經直擊雷所侵襲的設施或相關設備，均會存在不同程度的損害情況。

2.2 雷電感應

雷電感因出現的機理不同，可分為兩類，分別是電磁感應類與靜電感應類，通常情況下均可稱為感應雷。靜電感應與電磁感應均可對電氣設備造成影響或出現絕緣擊穿的情況，其中靜電感應指的是當雷云與地面距離縮短后，地面上存在的突出建筑物存在的異性電荷量較多，若雷云或其他異性雷云發生放電現象后，便可導致建筑物頂部所聚集的電荷束縛失效的情況，雷電波高速傳播，形成雷電感應[ 1 ]；電磁感應指的是雷擊發生時雷電流周圍的磁場發生了較快速的變化，其周圍金屬導體存在較為明顯的高電壓。另外當雷擊在架空導線上電流隨著線路迅速移動，兩側線路雷電流出現沖擊電壓，便會形成雷電入侵波。

3 防止架空絕緣導線雷擊斷線的措施

3.1 安裝避雷線

于空曠的地區，采用避雷線對配電線路行屏蔽保護，導線感應過電壓下降1-k倍[ 2 ]。對于高11m、間距為0.7m的導線配電絕緣線路，如果雷擊點與架空線路之間的距離為50m，雷電流幅值在100KA左右，對于沒有避雷線，其感應過電壓則最高為550kV左右；若安裝的避雷線為12m高，且僅有一根，那么感應過電壓則僅為330kV，有所降低。這便說明通過避雷線對感應過電壓進行限制，是具有一定局限性的，雖有作用，但卻不明顯。經分析發現中壓配電線路其絕緣水平相對較低，避雷線遭受雷擊后較容易出現反擊閃絡的情況，工頻續流燒斷絕緣導線的情況依然會出現。所以，直擊雷頻繁區域可采用架設地線的方式避免直擊雷，同時還可利用該方式輔助限制感應雷電過電壓雷擊斷線。

3.2 安裝避雷器

世界各國均采用過安裝避雷器在配電線路上的方式，該方法可對配電線路雷電過電壓進行限制，通過分析該作用的行程主要包括以下因素：一是其可感應過電壓幅值并進行限制，二是當雷擊閃絡后，其可對放電能量進行吸收，并對工頻續流進行限制，從而對導線進行保護。

從前面雷擊斷線分析可以看出，當工頻續流不斷作用在擊穿點，便會使絕緣導線出現燒斷的情況，所以對工頻續流進行限制，便在可一定程度上降低雷擊斷線故障的發生率。

在選擇避雷器時需要結合多方面因素進行考慮。若要延遲避雷器使用壽命，降低其發生故障的幾率，減少因加裝避雷器而出現的線路故障，便可考慮選用存在間隙的氧化鋅避雷器，工頻電壓對于ZnO閥片正常時的影響較小，且具有不易老化的優點，當雷電過電壓或工頻續流時才會動作。因為一般情況下約有95%左右感應雷其放電電流是低于95%、1000A的，所以選擇避雷器時，可將其技術經濟性作為考慮通流能力的主要因素，其中5kA的限流元件便是首選。但需要注意的是若直擊雷雷電流較大，多超過20kA，避雷器便有可能會因通流能力不足發生爆炸[ 3 ]。

內置間隙的氧化鋅避雷器安裝時需剝除一段導線的絕緣層，因為雷擊閃絡點一般在瓷瓶綁扎處30cm附近，因此絕緣剝離長度宜長于60cm，安裝后再用絕緣罩密封，施工較復雜、投入高。

3.3 安裝穿刺型防雷線夾

防止10kV架空絕緣導線雷擊斷線，用“穿刺型防雷線夾”可對雷電沖擊放電路徑進行定位，對工頻電弧弧根進行疏導，保護絕緣導線。

3.4 延長閃絡路徑

在防止雷擊斷線的方法中， 對閃絡路徑進行延長、對工頻續弧進行降低，屬于思路之一。加強局部絕緣，于針式瓷瓶上綁扎導線部位給予加強絕緣處理，設置1.5m長絕緣層，提高絕緣度，放電時只能于加強絕緣邊沿處擊穿導線， 沿面閃絡，雷電流擊穿點距橫擔等接地點之間，閃絡路徑加長，難以建弧形成工頻續流， 對絕緣導線形成保護。

3.5 提高線路絕緣耐壓水平

針式瓷瓶更換為合成絕緣子，使線路沖擊耐壓水平增加，保障只有高雷電感應過電壓時閃絡，工頻續流時因放電爬距大無法建弧而熄

滅[ 4 ]。但合成絕緣子高度較大，50%放電電壓為300kV的合成絕緣子高度約為400mm，并且合成絕緣子經多次閃絡后將會損傷。

4 結語

感應雷過電壓的防護是配網電防雷首先要解決的問題，絕緣導線幾乎雷擊必斷線，對絕緣導線雷擊斷線保護效果良好，有效減少雷害事故，提高電網安全運行水平。

參考文獻：

[1] 張鑫，鄧鵬，徐鵬，等.10kV架空絕緣導線雷擊斷線原因機理分析及防護措施[J].電瓷避雷器，2012，（1）：65-69.

[2] 楊瑞.10kV架空絕緣導線雷擊斷線原因機理分析及防護措施[J].大科技，2014，（3）：117-117，118.

[3] 胡茜，林余杰，胡朋杰，等.新型10kV架空絕緣導線防雷擊斷線用防雷金具探討[J].電氣技術，2015，（12）：172-175.

[4] 何增輝，包逸之.監測臺10kV架空絕緣導線雷擊斷線分析及防護[J].廣播與電視技術，2016，43（8）：132-135.