10kV架空線路雷擊跳閘原因與防雷措施

楊思海

摘要：10kV屬于中壓配電網絡，是我國城市主干配電網絡。由于受當時技術水平和綜合投資資金等因素的制約，10kV網絡在當時規劃建設過程中，其網狀結構和配電網絕緣水平普遍偏低，尤其是在環境較為復雜地區，易受到雷電危害。架空線路雷擊危害常發生在配電變壓器、柱上斷路器以及隔離開關等設備處，也時常引起架空線路絕緣子發生閃絡，在很大程度上影響了配電網供電可靠性和供電公司電網運營經濟效益。本文針對10kV架空線路雷擊跳閘原因與防雷措施進行了分析。

關鍵詞：架空線路;雷擊跳閘;防雷措施

引言

我國屬于氣候多樣性國家，其本身的氣象環境特點受到各大因素的綜合影響，一些地區的降雨量多，雷電活動頻繁而又強烈，因此導致這些地區的跳閘率相比較其他地區而言更多。國家變電總局報告中顯示，在我國的一些地區 10kV 架空線路受到雷擊的現象時有發生，直接影響到了這些地區的正常供電，對于這些地方的工農業生產以及人民的日常生活造成了極大的危害。基于此，文章采用層次分析法，針對 10kV架空線路遭受雷擊跳閘的原因進行分析，并且相應的提出了一定的防雷措施，以期對10kV 架空線路的保護起到一定的參考幫助作用。

一、雷擊跳閘閃烙點特征分析

經對近幾年雷擊位置統計發現，雷擊點主要位于絕緣子本體、導線、導線防振錘、引流線、均壓環、金具、橫擔、塔材等位置，其中位于絕緣子本體占63.11%，位于導線、導線防振錘、引流線占13.59%，位于均壓環、金具占20.39%，位于橫擔、塔材占2.91%。

1.1雷擊點位于絕緣子本體上。絕緣子遭受雷擊后，絕緣子邊緣有燒傷，且橫擔側、導線側絕緣子燒傷最嚴重。

1.2雷擊點位于導線、導線防振錘、引流線上。導線垂直或三角排列時，一般上相絕緣子被擊穿的機率較大;導線平行排列時，兩邊線被擊穿的機率較大。

1.3雷擊點位于均壓環、金具上。線路若安裝有均壓環，則雷擊點主要在均壓環上。

1.4雷擊點位于橫擔、塔材上。一般情況下，直接雷擊橫擔、塔材的概率較小，但偶有發生。

二、10kV架空線路雷擊跳閘事故發生原因分析

2.1絕緣水平不匹配引起跳閘事故

對于人類來說 36V 的電壓就已經使人感到電擊的感覺了，可想而知 10kV 或者更高的電壓對于人類的人身安全存在著多大的威脅。和其他電力設施一樣，絕緣水平施工管理一是為了人們的生命財產安全，二是為了電力自身傳輸的安全穩定。通過以往的實驗得出的數據可以知道，桿塔上使用玻璃材質的絕緣子串在放電過程中的電壓數值接近 200kV，瓷瓶絕緣子串的電壓數值更高一些，可達到 255kV 上下不等，相關行業標準規定其在全波沖擊的情況下，所能夠承受的電壓大約為 75 千伏上下，線路與絕緣水平不相適配，還有避雷器的泄流能力也存在限制之處，由于雷電過電壓進入到設備與電纜線路側，致使跳閘現象的發生。

2.2感應過電壓引起跳閘事故

10kV架空線路大多位于城市郊區，線路桿塔周圍存在大量水塘、水田。由于水的電導率要遠大于周圍土壤電導率，這樣就容易導致架空線路在遭受雷擊過程中產生較大的感應雷過電壓，進而引起線路發生跳閘事故。

2.3避雷器防雷性能質量降低引起跳閘事故

目前，一些10kV架空線路中依然還存在使用老式閥型避雷器的問題。由于閥型避雷器已經運行較長歲月，其密封已經受到破壞而受潮，運行相電壓時其電暈效應相當嚴重，進而在避雷器內部產生硝酸鹽等化合物，致使氣體中的氧和氮大量減少，導致避雷器氣壓降低，工頻放電電壓也大大下降。另外，污穢等除了會引起避雷器放電電壓降低外，還能使避雷器滅弧性能降低，嚴重時還可能切斷不了續流進而引發避雷器發生爆炸。

2.4接地引下線存在問題引起跳閘事故

接地引下線作為配電設備與配電網接地體間的連接體，其質量水平的高低對配電設備接地防雷性能的正常高效發揮非常重要。10kV架空線路接地引下線連接不規范、不合理，也是引起配電網雷擊跳閘事故的主要原因之一。

三、加強10kV架空線路防雷性能而采取的有效措施

3.1架設耦合地線

架設耦合地線是針對感應過電壓引起的跳閘而采取的措施。耦合地線是在架空線路的導線下面與附近區域而架設的地線，是為了降低反擊跳閘率而架設的線路。對于10千伏架空線路而言，其桿塔高度較低，其受到電擊的雷電類型最為普遍的是直擊雷，相對而言，直擊雷對線路本身的跳閘現象影響概率并不是很大，其線路本身不會直接跳閘，而大多數的原因是雷擊之后感應過電壓間接引起跳閘。所以要從源頭上即從感應過電壓方面加強采取措施。在容易發生感應過電壓的地方，架設耦合地線，應用耦合地線具有的電磁屏蔽作用降低感應過電壓的破壞水平，從而減少因感應過電壓而引起的不利影響。

3.2選用線路氧化鋅避雷器

氧化鋅避雷器的使用壽命長，不易發生像老式閥型避雷器受潮，內部氣體流失等現象，是一種理想的防雷設施。安裝線路氧化鋅避雷器，它能夠以分流的形式將其中一部分的電流引入到地面，超過允許值的部分電流，經過避雷器傳播到導線上，再經桿塔的接地設置流入到地面，進而降低電流電壓。

3.3安裝自動跟蹤補償消弧裝置

安裝自動跟蹤補償消弧裝置就是為了保證架空線路的電容電量滿足要求，保證其電容電流大于10A，現實中這種裝置在補償電容電流后，將殘余的電流值控制在理想狀態下，也就是說小于5A的電流，從而補給了線路的電容電壓的流失，也保證了大大加強了防雷性能。

3.4安裝可調式防雷保護間隙

從以往的10kV架空線路施工經驗可以得知，應該在線路的容易落雷電安裝防雷保護間隙，采用穿刺型可調式的保護間隙。這種措施比絕緣子放電的功能更有效，它可以限制在雷電過電壓后的電壓波動幅值上升，避免出現續流起弧效應，導致線路燒損等現象，達到“疏導”和“堵塞”的效果，使防雷性能大幅度提高。

四、總結

10kV架空線分支線路多、分布范圍廣以及絕緣水平參差不齊等問題。在10kV線路所發生的跳閘故障中，由雷擊導致高達百分之八十，所以，必須對雷擊跳閘問題高度重視。通過架設耦合地線、優選線路氧化鋅避雷器、安裝自動跟蹤補償消弧裝置、安裝可調式防雷保護間隙、裝設自動重合閘保護裝置等有效的技術措施，使提高10kV架空線路的綜合耐雷水平得到提供，保證架空線路的供電安全性和可靠性。

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