10 kV配電網架空絕緣線路的防雷策略

馬曉超

摘 要：架空絕緣線路受雷電活動，山區特殊地形、地勢、氣候和局部地理環境等影響，頻繁發生電網雷害事故，極大地影響了電網供電的可靠性。當絕緣導線被雷擊時，伴有斷線事故，還會造成人員觸電等傷害。因此，要認真探析10 kV配電網架空絕緣線路發生斷線故障的原理，提出有效的防雷策略，進而更好地開展防雷工作。

關鍵詞：配電網；絕緣線路；防雷策略；雷擊

中圖分類號：TM863 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.150

頻繁發生的配電網雷害事故使配電網架空絕緣線路的防雷工作成為了人們關注的問題。因此，如何有效預防配電網架空絕緣線路遭受雷害是目前急需解決的問題。

1 10 kV架空配電線路防雷保護

架空配電線路雷擊危害主要來自雷電過電壓，而雷電過電壓又分為感應雷過電壓和直擊雷電壓。要想做好架空配電線路的防雷保護工作，就必須制訂有效的架空配電線路防護措施。目前，配電網的絕緣性能比較低，配電線路架線結構較為復雜，并且絕大部分配電線未采用避雷線和耦合地線防護，所以，配電線對直擊雷過電壓幾乎沒有任何防護作用。直擊雷的超高過電壓容易直接損毀配電線路和相關設備，具有極大的危險性，并且這類事故的跳閘率高達100%. 在實踐過程中，發生直擊雷過電壓事故的概率相對比較低，而絕大部分雷擊事故的誘因是感應雷過電壓。因此，在配電線路防雷保護工作中，要高度重視直擊雷過電壓和感應雷過電壓的日常防護，將配電線路防雷保護工作的重點放在感應雷過電壓上。

10 kV架空配電線路的防雷保護策略應以優化線路絕緣水平、合理降低雷擊閃絡發生率為主。要盡可能避免出現架空絕緣導線遭受雷擊而發生斷線的情況。同時，要科學選擇接地方式，盡可能減小雷擊建弧率，合理運用自動重合閘，從安裝線路避雷器、地網維護、避雷器定期試驗與更換等方面著手開展工作。

2 架空絕緣導線雷擊斷線事故剖析

依據相關數據統計，在配電線路日常運行過程中，架空絕緣導線經常會發生斷線事故。當架空絕緣導線遭遇雷擊時，導線會因過電壓導致閃絡，導線中瞬時電流增大。因為電流作用時間短，在實踐過程中，只會擊穿絕緣導線，而不會斷線，所以，雷擊并不是造成架空絕緣導線斷線事故的原因。當絕緣導線因為雷電過電壓出現閃絡現象，兩相、三相出現閃絡現象時，絕緣導線上的雷擊孔構建成了各相線路間的短路通道。該短路通道在工頻電壓下形成工頻持續電流，導致電弧能量不斷提升。因為絕緣導線的絕緣層能阻隔電弧能量，所以，就會出現電弧在絕緣層表面滑動的情況。高溫電弧于絕緣層雷擊孔位置產生高溫灼燒，絕緣導線局部受熱超過燃點而出現燒熔，最終引起絕緣導線斷線。

由絕緣導線斷線的情況可知，當多股導線斷線時，斷口處于脆性和韌性斷裂間。由此可以確認，導線斷裂的原因是多種因素綜合所致。單純的固定弧根高溫熔斷或燒斷，斷裂面應呈不規則狀，不會出現整齊斷裂的情況。當架空絕緣導線斷線后，在導線張力的作用下，絕緣層因為來不及融化、炭化，鋁絞線因為張力原因縮進絕緣層內，電源側絕緣導線斷頭后不一定接地，所以，線路不發生相間短路或者單相接地信號。此類情況很可能會引發人員觸電傷亡事故。

3 提高線路絕緣水平

對于配電網，提高配電線路的絕緣水平是最有效的手段。因為直擊雷過電壓是沒法防的，一旦出現直擊雷過電壓，絕緣子必定會被擊穿導致線路跳閘。但是，直擊雷過電壓出現的概率并不高，出現頻率較高的是感應雷過電壓，配電線路絕緣往往會在感應雷過電壓下閃絡。因此，提高配電線路的絕緣水平能有效提高配電線路的耐雷水平，降低配電網雷害事故發生的概率。由絕緣子的雷電沖擊試驗結果可知，將線路絕緣子由P10換成P20，可以大幅提高線路的雷電沖擊閃絡電壓，把10 kV配電網的絕緣從10 kV提高到20 kV后，可以避免大部分雷電沖擊時線路的對地閃絡。但是，在此過程中應注意，如果配電線路與變電所和配電設備的絕緣配合不當，就會引發設備損壞事故。因為提高配電線路絕緣水平后，雷電波不能在線路上被泄放，那么，它就會沿著線路侵入到變電所，進而危及變電所設備的絕緣，造成主設備雷害事故或配電設備事故。

4 加強配電網的運行維護

加大對配電線路絕緣子檢測和更換的力度。絕緣子的長期運行會出現大量的低值甚至零值絕緣子，使配電線路的耐雷水平急劇下降。瓷絕緣子運行數據表明，當其運行6年后，電氣機械強度平均降低20%.在發現瓷絕緣子上有龜裂的情況下，無論從電氣性能還是從機械性能方面考慮，都是有危險的，必須盡快更換。雖然局部裙邊缺損或凸緣缺損不一定會引發事故，但是，由于它會擴展成龜裂，所以，應及早更換，防止發生絕緣子擊穿跳閘事故。

加強對避雷器的運行維護。在制造避雷器的過程中，很可能有缺陷未被檢查出來。比如，在空氣潮濕的環境中，絕緣子裝配出廠時會預先帶進潮氣；在運輸過程中，內部瓷碗破裂，并聯電阻震斷，外部瓷套碰傷或者在運輸中受潮等。在運行電壓下長期工作，MOA閥片的老化問題也很突出。因此，加大對投運前交接驗收試驗和運行過程的監測力度，積累相關的運行經驗，6～8年更換一次避雷器，可以有效預防避雷器在運行中的誤動作和爆炸等事故。

5 結束語

綜上所述，在電力系統的發展過程中，必須充分認識到配電網絕緣架空線路防雷工作的必要性，從各方面著手預防配電網線路可能發生的雷擊事故。在面對整個電網防雷系統出現的問題時，要積極研究分析，正確看待遇到的這些問題，從實際情況出發，具體問題具體分析，找到適合的解決方法。在逐步完善電力系統的過程中，相關工作人員要積累豐富的經驗，學習探討新的技術措施。這樣才能提高10 kV配電網架空絕緣線路防雷工作的水平，提高10 kV配電網的供電可靠性。

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〔編輯：白潔〕