山區(qū)10kV架空配電線路防雷技術(shù)的應(yīng)用與研究

陳照曦（成都城電電力工程設(shè)計有限公司，四川成都610000）

山區(qū)10kV架空配電線路防雷技術(shù)的應(yīng)用與研究

陳照曦（成都城電電力工程設(shè)計有限公司，四川成都610000）

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國山區(qū)電力事業(yè)發(fā)展取得了良好成果，為山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人們生活水平的提升打下堅實的基礎(chǔ)。然而受到自然環(huán)境和經(jīng)濟(jì)條件影響，我國山區(qū)架空配電線路極易遭受雷擊而出現(xiàn)跳閘故障，對10kV架空配電線路安全可靠運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅。本文主要從雷擊的分類及危害入手，重點(diǎn)對山區(qū)10kV架空配電線路防雷措施應(yīng)對措施進(jìn)行了分析，希望給行業(yè)相關(guān)人士提供一定的參考和借鑒。

山區(qū)；10kV；配電線路；防雷

1 引言

10kV架空配電線路作為我國山區(qū)電力系統(tǒng)向電力用戶輸電的重要基礎(chǔ)上設(shè)施，對山區(qū)人們用電質(zhì)量及生活水平的提升有著直接影響。而雷擊時導(dǎo)致10kV架空配電線路出現(xiàn)故障的重要原因，加上山區(qū)經(jīng)濟(jì)條件有限、10kV架空配電線路自身問題以及沒有裝設(shè)有效的避雷裝置等原因，使得雷雨季節(jié)，山區(qū)的10kV架空配電線路極易受到雷電的威脅。一旦遭遇雷擊，不僅會對人們的日常生產(chǎn)生活造成嚴(yán)重影響，還極易引發(fā)巨額經(jīng)濟(jì)損失。為此，在新時期，如何加強(qiáng)對10kV架空配電線路防雷技術(shù)的研究成為當(dāng)前電力公司亟待解決的重要課題之一。

2 雷擊分類以及危害

2.1 雷擊分類

2.1.1 直擊雷

直擊雷主要就是指帶電的云層直接對某物進(jìn)行猛烈地放電，其破壞力十分巨大。根據(jù)我國相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，10kV及以下的配電線路和設(shè)備并不會單獨(dú)設(shè)立相應(yīng)的避雷線和避雷針，其主要原因是因為直接擊中配電線路的雷電比較少。

2.1.2 感應(yīng)雷雷擊過電壓

雷云在進(jìn)行放電之前，線路上的正電荷逐漸吸引到靠近電場突變點(diǎn)附近的導(dǎo)線上，轉(zhuǎn)變?yōu)槭`電荷，負(fù)電荷將會被排斥到兩側(cè)運(yùn)動。雷云在進(jìn)行放電的時候，負(fù)電荷會迅速地中和，正電荷逐漸會失去束縛力，最終以電壓波的形式向兩端迅速傳播，形成了靜電感應(yīng)過電壓。另外，直擊雷放電逐漸會形成強(qiáng)大的脈沖磁場。

磁力線會穿過配電線路導(dǎo)線與大地之間形成的電氣回路，瞬間就能夠產(chǎn)生電磁感應(yīng)過電壓。靜電感應(yīng)過電壓和電磁感應(yīng)過電壓會逐漸疊加，從而形成感應(yīng)雷過電壓，幅值可以高達(dá)400～500kV，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了設(shè)備的雷電沖擊耐壓，進(jìn)而出現(xiàn)故障，最終導(dǎo)致跳閘等現(xiàn)象的發(fā)生。

2.210kV配電線路雷擊過電壓的危害

雖然科學(xué)技術(shù)得到了空前的發(fā)展，但是雷害事故還是無法完全避免的，只能采取一些預(yù)防措施降低雷擊的概率，雷害事故一旦發(fā)生必然會帶來一定程度的危害，尤其是通電線路、輸電設(shè)施以及配電電纜等比較近的一些建筑物。雷害事故發(fā)生的時候，雷害過電壓會比較高，甚至?xí)^電氣設(shè)備的絕緣體，進(jìn)而會出現(xiàn)跳閘的現(xiàn)象，最終導(dǎo)致周圍區(qū)域的電力供應(yīng)中斷，甚至還會出現(xiàn)比較嚴(yán)重的火災(zāi)事故和觸電事故，給人們帶來人身傷亡和財產(chǎn)損失。

2.3 雷害事故的原因分析

導(dǎo)致雷害事故發(fā)生的原因諸多，不僅因為人為工作不到位，也因為自然因素的影響，但是，我們只是研究目前可以實施的控制措施，然后結(jié)合先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)對部分原因進(jìn)行不斷地完善和創(chuàng)新，進(jìn)而達(dá)到減少雷害次數(shù)的目的。具體來說，導(dǎo)致雷擊事故的主要原因可以分為以下幾種情況：①大部分雷害比較頻繁的區(qū)域電力設(shè)施和配電線路的管理規(guī)章制度并沒有得到完善，進(jìn)而導(dǎo)致大部分10kV配電線路的防雷措施和防雷裝置的設(shè)施工作并沒有到位，缺乏相應(yīng)的監(jiān)督和指導(dǎo)工作。②在進(jìn)行防雷設(shè)施布置工作的時候并沒有結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，導(dǎo)致防雷措施雖然實施了，但是并沒有什么防雷效果，甚至是一部分防雷設(shè)施并沒有得到安全保護(hù)。③相對于整體來講，我國10kV配電線路的建設(shè)并沒有得到相關(guān)部門的重視，進(jìn)而導(dǎo)致財政支持力度比較小，導(dǎo)致防雷水平還比較低，防雷裝置的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到相關(guān)要求。④并沒有嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)對10kV配電線路進(jìn)行安全檢查，導(dǎo)致一些故障存在著遺漏，進(jìn)而給雷害事故埋下了安全隱患。

3 10kV架空配電線路防雷應(yīng)對措施

3.1 提高架空配電線路的絕緣水平

架空配電線路在正常工作過程中，因為雷電會產(chǎn)生過電壓，但是通常情況下架空配電線的絕緣能力比較差，這樣就會導(dǎo)致出現(xiàn)絕緣子閃絡(luò)的情況大大增加。因此，對架空線路施工過程中應(yīng)該正確選擇設(shè)施和器材，并且線路在施工過程中還要對線路之間的間距多加注意，嚴(yán)格按照規(guī)程要求，距離要適中。架空線路配電線的絕緣能力提升的措施可以增加線路中的絕緣子片的數(shù)量或者將絕緣子升級換代，這樣就能將架空配電線路的閃絡(luò)率降低，保障線路的安全運(yùn)行。對架空線路改造過程中，首先應(yīng)該對配電線路的情況進(jìn)行了解，根據(jù)實際情況對絕緣子片數(shù)量進(jìn)行增加，通過相關(guān)計算可以知道，絕緣子片每增加一片，那么線路的抵抗過電壓的能力就能夠增強(qiáng)一倍。更換絕緣子的型號時，可以使用瓷橫擔(dān)，因為瓷橫擔(dān)抵抗雷電的能力是鐵橫擔(dān)的三倍，使用瓷橫擔(dān)之后就能大大增加架空線路的抗雷能力。在沒有使用瓷橫擔(dān)的配電網(wǎng)路中，為了提升抗雷能力，應(yīng)該提升鐵橫擔(dān)的絕緣水平，比如原來是P15型的絕緣子，可以根據(jù)實際情況更換成P20型的絕緣子，這樣抗雷能力也能得到顯著提升。

3.2 架空配電線安裝避雷器

3.2.1 對于選擇合適的避雷器

在避雷器安裝之前，首先應(yīng)該對避雷器進(jìn)行選擇，根據(jù)不同的使用環(huán)境選擇不同的避雷器。比如氧化鋅避雷器，其優(yōu)點(diǎn)就是避雷器的體積較小，并且重量輕，有良好的散熱性能和抗污能力，在實際使用過程中非線性電阻特性表現(xiàn)良好，能夠快速對工頻續(xù)流進(jìn)行攔截，并且對因為雷電產(chǎn)生的電流及時進(jìn)行吸收，這樣就能減少線路中出現(xiàn)過電壓的情況發(fā)生。使用這種避雷器時，在設(shè)置過程中可以保留空隙，這樣配電線路在工作時就能減少老化問題，并且不會對線路的運(yùn)行產(chǎn)生安全隱患，因此，氧化鋅避雷針在使用過程中得到廣泛應(yīng)用。同時，為了方便故障點(diǎn)查找，建議使用脫扣式氧化鋅避雷器，不僅能增強(qiáng)線路防雷水平，也大大提高故障查找效率，短時間恢復(fù)線路正常運(yùn)行。

3.2.2 對于避雷器在安裝過程中地點(diǎn)的選擇

在10kV架空配電線路安裝避雷器能夠有效防止雷電對線路產(chǎn)生危害，但是避雷器在安裝之后只會對桿塔進(jìn)行保護(hù)，線路的保護(hù)就會有點(diǎn)缺失，如果在整個架空線路中都安裝避雷器的話，成本就會大幅度增加，并且在避雷器安裝之后維修的成本也是非常巨大的，這種情況下是很難得到實現(xiàn)。因此，對于10kV架空配電線路的避雷針安裝時應(yīng)該有選擇的進(jìn)行，這樣不但能夠?qū)€路進(jìn)行保護(hù)，還能降低相關(guān)的費(fèi)用。避雷器在安裝過程中應(yīng)該安裝在雷電高發(fā)的區(qū)域，而且線路的刀閘、開關(guān)以及變壓器上也要進(jìn)行安裝，在配電線路的T形和十字形接口處也要進(jìn)行安裝，線路絕緣導(dǎo)線和電纜線路轉(zhuǎn)換處也要適當(dāng)?shù)陌惭b避雷器，適當(dāng)?shù)陌惭b避雷器能夠很好的保證線路運(yùn)行的安全性。在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，地形相對比較復(fù)雜，這樣就會導(dǎo)致接地電阻比較高，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)過絕緣子閃絡(luò)現(xiàn)象，在轉(zhuǎn)角桿處，有時候感應(yīng)雷電波會因為雙向進(jìn)波的幅值上升而導(dǎo)致絕緣子出現(xiàn)閃絡(luò)，這時候就應(yīng)該使用避雷器轉(zhuǎn)角桿角度小于100°的轉(zhuǎn)角桿進(jìn)行保護(hù)，除此之外，還要在電壓等級不同的交叉線路處設(shè)置避雷器，這樣能夠?qū)徊婢€路出現(xiàn)的感應(yīng)電壓進(jìn)行阻擋，保障10kV架空配電線路的安全性。

3.3 降低桿塔接地電阻

10kV架空配電線路在正常運(yùn)行過程中，桿塔接地的電阻也會對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響。在很多偏遠(yuǎn)地區(qū)，雷電出現(xiàn)的頻率較高，因為桿塔的接地電阻阻值較高，這種情況下就容易出現(xiàn)雷擊閃絡(luò)的情況出現(xiàn)，對10kV架空配電線路的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響。為了提高10kV架空配電線路的抗雷能力，減少線路因為雷擊出現(xiàn)跳閘的現(xiàn)象發(fā)生，就要對10kV架空配電線路的桿塔進(jìn)行降阻處理，這樣就能大大減少因為桿塔阻值高導(dǎo)致的雷擊閃絡(luò)情況的發(fā)生。對桿塔進(jìn)行降阻處理時，可以使用接地外引的方法進(jìn)行，增大接地體的過流截面，將接地體的電極進(jìn)行深埋處理，使用合適的降阻劑，這些措施都能將桿塔的電阻進(jìn)行降低。對桿塔進(jìn)行降阻處理時，應(yīng)該根據(jù)實際情況選擇合適的方法進(jìn)行降阻處理，選擇方法時應(yīng)該對經(jīng)濟(jì)問題進(jìn)行考慮，通過對比選取最合適的方案進(jìn)行降阻處理，經(jīng)過不斷實際運(yùn)用，使用降阻劑是最簡單有效、經(jīng)濟(jì)實惠的方法，并且還有良好的降阻效果。

3.4 使用經(jīng)消弧線圈接地的方法

對10kV架空配電線路進(jìn)行中性點(diǎn)接地處理過程中，一般情況下是使用中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地以及中性點(diǎn)小電阻接地等方式使用。10kV架空配電線路出現(xiàn)單相閃絡(luò)接地故障時，消弧線圈經(jīng)過自動補(bǔ)償故障相容性電流之后就會導(dǎo)致接地電。

4 結(jié)語

總而言之，在我國山區(qū)，10kV架空配電線路是電力系統(tǒng)向用戶進(jìn)行電力傳輸?shù)囊粋€主要手段，同時也是電力傳輸過程中的一個重要的保證。由于山區(qū)環(huán)境的特殊性，架空配電線路常常面臨著雷擊的危險，這對山區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人民生活水平的提高非常不利，因此一定要應(yīng)用諸如安裝避雷器等措施對其進(jìn)行防雷，這樣才能有效的提高線路的防雷性能，保證我國山區(qū)電力事業(yè)的順利發(fā)展。

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［2］賈劉林，賈銀軍，王強(qiáng)，沈靖.山區(qū)10kV架空配電線路防雷技術(shù)的應(yīng)用與研究［J］.科技致富向?qū)В?012（14）：112～113.

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TM863

A

2095-2066（2016）30-0079-02

2016-10-10

陳照曦（1984-），女，工程師，本科，主要從事變電、配電設(shè)計工作。