10kV配電線路雷擊跳閘因素分析及其防雷性能評估

賴躍龍 龔錦泉

10kV配電線路雷擊跳閘因素分析及其防雷性能評估

賴躍龍1龔錦泉2

（1.國網江西省電力公司龍南縣供電分公司 江西龍南 341700 2.國網江西省電力公司于都縣供電分公司 江西于都 342300）

本文主要是對10kV配電線路的跳閘原因進行分析，并對具體的應對措施進行評估，通過具體的方法以維持電路安全，減少故障的發生概率，以保證居民以及企業的用電安全，避免由于雷擊跳閘導致的停電停產問題，避免不必要的經濟以及人員損失[1]。

10kV配電線路；雷擊；跳閘

目前，國家許多的配電網都采用10kV的配電線路，10kV配電線路幾乎涵蓋我國全國范圍之內，涵蓋層面非常之廣，而且其有著絕緣水平低的普遍特點。但在整個電網的運行過程中，還是會由于各種原因導致經常跳閘，而在這些各種各樣的跳閘原因中，由于雷擊導致的跳閘事件概率也相當之大，由于雷害導致線路跳閘，會嚴重危害線路設備安全，不僅造成嚴重的經濟損失，在一定程度上還會威脅人員的生命安全[2]。

1 10kV配電線路雷擊故障分析

1.1 10kV配電線路概況分析

目前，全國由于電路跳閘停電導致的經濟損失以及人員安全威脅狀況不斷發生，而且根據全國數據的調查顯示，雷擊導致的跳閘概率已經占了50%以上，而這些由于雷擊導致的跳閘事故中，由于絕緣子串閃絡跳閘導致的跳閘比例最高，其次是由于避雷器擊穿等等一系列的避雷器故障導致的電網跳閘。其中避雷器擊穿的跳閘事故包括：①避雷器擊穿其保護相發生單相接地故障；②雙向相擊穿，碎片跌落過程中，打落在其他相導線上造成兩相短路；③三相避雷器同時擊穿，導致三相對地短路[3]。

這些避雷針導致的故障都會使避雷器的正常使用造成影響，從而導致停電事故、跳閘事故的發生。

1.2 雷擊故障發生的隨機性

另外，雷擊跳閘事故的發生也具有其一定的隨機性，這主要是由于空氣的流動存在著復雜的形勢問題，導致空氣中氣流以及天氣的變化不確定，而使得雷擊在空氣中范圍和層面發生改變，具有不可預測的特點。從而導致各種雷擊電路跳閘事故的發生，具有十分的不確定性，這給維修和檢測也帶來了一定的困擾，無法做到準確的預估以及詳細的判斷。

1.3 10kV配電線路特點分析

雷擊導致跳閘事故的發生地點有其一定的規律性，其依據具體的地方地形地貌變化具有一定的相關性，受地閃時空分布規律和地形地貌會導致雷擊事故的發生概率不盡相同。一般雷擊事故會發生在人口密度較低的地方，在城市邊緣的發生概率最高。由于10kV配電線路等線路安裝高度不高，導致其與建筑物之間存在一定的相關性，建筑物對線路本身具有一定的保護作用，而在較為空曠的地區，由于建筑物的密度不高，而且周圍沒有比較明顯的物體遮擋，使得線路暴露在空曠的地區，容易發生安全事故使雷擊對其造成的不利影響大大增強，從而容易導致發生跳閘事故[4]。另外，跳閘事故的發生時間具有一定的集中性，一般是發生在一個月度具體的某幾天。這主要是由于天氣及季節對雷擊概率的因素影響。某些季節，比如春季多雨季節，夏季雷電高發季節等，容易導致雷電的產生，由于雷擊概率增加導致線路被雷擊擊中的概率相對增加，電網跳閘的概率隨之增加。根據調查的數據顯示，一般在6～8月是雷擊線路跳閘的高發時段，而春季的主要線路跳閘高發時間點主要在三月左右。為了盡可能的避免配電線路設備發生故障以及配電線路安全造成的各種損傷，一般在某些具體的地方會安裝有線路避雷器。比如，在配電變壓器柱上開關、刀閘等重要的配電設備處安裝避雷器，用避雷器來進行保護；在線路易擊斷、跳閘故障多發的線路地區安裝避雷器；在架空導線與電纜線路轉換處安裝避雷器。

避雷器在具體的運行過程中也容易發生一些質量問題及安全事故，因此需要相關的檢修人員對避雷器的正常使用情況進行調查，需要經常性的安全檢測，避免一系列的安全事故發生。在一定程度上提高用電的可靠性。

2 雷擊故障點與地閃時空分布規律的相關性研究

2.1 雷擊事故與雷電地閃在時間上的相關性

一般情況下，雷擊事故的發生概率與季節以及天氣情況息息相關。倘若是雷雨的多發季節，及雷擊跳閘事故的發生率也普遍比其他季節以及一些月份的發生概率更高，可以觀測到其線路的雷擊跳閘的次數明顯升高。而且在潮濕的環境下，線路的老化問題也相對而言更加嚴重，線路的耐雷性能也相對而言會更低。因此，在具體的安全防護及防雷擊事故中需要對這些地區進行著重觀測以及重點保護。有關部門需要對一些雷雨多發季節情況下的保修以及改善情況多做一些研究，以應對雷雨季節的來臨。最好是根據地區的歷年天氣情況，來做一個具體的評估分析以及調查表，確定出雷雨多發季節在一年之中的發生具體時間段，并對這些時間段進行詳細的政策分析，多做相關防防護措施。

2.2 雷擊故障點分布與地閃分布的相關性分析

地閃密度是表征地區雷電活動強烈程度的重要參數，它定義為單位面積區域在一年里的落雷地閃密度，是反映具體的落雷次數的一個相關數據。相比其其他的一些相關科學概念，它會更加生動的具體的合理的顯示出雷電參數的各項參數，并精確地反映一年中的地閃發生概率以及次數，還有頻率和密集程度等等。地閃密度的樣本基礎是來自于雷電定位系統的自動監測數據，經過了多年來的技術推廣以及應用，我們已經電網以及相關的電力應用方面逐步的建立了雷電定位的原始數據，它能夠通過具體的系統監測來進行相關數據的測量，為雷電技術以及相關概率的發生提供了一個具體數據，能夠定位到電力系統安全生產的相關風險系數，以提高人類的生命財產安全指數。盡量對于各種雷電事故的發生概率進行一個相關事故監測報告，以降低事故的發生比例。地閃密度的統計采用網格法，也就是將具體的對象進行一個連續的面積近似的虛擬網絡設計，然后根據網絡中的各種地閃次數，進行一個相應的網格面積計算，然后得到的計算面積，用來顯示出地閃的概率以及相關事故發生情況[5]。

對于具體地區的防雷性能評估主要是根據相關避雷器的質量情況、數量情況以及季節中雷電次數的發生情況進行相關計算的。一般情況下，雷電季節的發生概率與電擊跳閘事故的發生概率呈正相關。但是由于其具有隨機性，因此具體地方的防雷性能比例還需要更加詳盡的調查。

[1]關志根.高電壓工程基礎[M].北京：中國電力出版社，2013.

[2]宋庭新.基于網格計算的雷電電磁環境仿真[D].華中科技大學，2015.

[3]文武.感應雷電磁干擾及防護研究[D].武漢大學，2004.

[4]譚湘海.輸電線路的防雷設計[D].湖南大學，2004

[5]李志娟.漂河配電網線路防雷技術研究[D].長沙理工大學，2008.

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2016-10-19