山区10kV架空线路经济避雷措施探讨

摘 要：随着我国经济发展的不断加快，山区高压架空线路不断增多，对高压架空线路避雷要求也越来越高。在实际工程项目中，难免会出现避雷设施支出较大，直接导致高压架空线路成本控制难度增大。所以，如何合理的处理10kv高压架空线路避雷与成本控制这对矛盾，做好相关的探讨尤为重要。结合多年对山区高压架空线路的施工、运行维护经验，对山区10kV高压架空线路经济避雷措施进行探讨。

关键词：山区；高压架空线路；经济避雷措施

中图分类号： TB 文献标识码：A 文章编号：16723198（2014）17019302

10kV高压架空线路，其电压等级相对较低，供电范围较小，避雷措施的要求相对较低，随之而来的避雷措施的灵活性较高，如何实现符合要求的避雷水平，最低的建设、或改造成本是很多山区10kV架空线路需要解决的问题。

1 架空线路避雷措施

1.1 架设避雷线

架设避雷线的主要作用是防止直击雷，这种措施避直击雷效果好，相对费用高。一般，线路电压越高，避雷线的避雷效果越好。通常110kV以上的架空线路的供电范围大，用户多，全线都应架设避雷线。特别重要的供电线路或500kV及以上的架空线路都应架设双避雷线。

1.2 降低杆塔接地电阻

这种措施可以降低雷击杆塔时的电位升高，这种措施一般配合避雷线、避雷针、线路避雷器等。

1.3 加强线路绝缘

加强线路绝缘就是采用高电压等级的绝缘子即：适当增加绝缘子串片数，或绝缘材质的横担，特别是线路过河、过沟壑、过公路的杆塔。这种措施效果一般，相对费用低。

1.4 安装避雷针

安装避雷针就是采用高出杆塔线路等比保护物的导体，将雷电引过来，并通过杆塔引下线，将雷电引入大地，这种措施效果较好，相对费用较低。

1.5 安装线路避雷器

当雷击过电压超过避雷器的保护限值时，避雷器导通，让雷电流进大地，从而限制了电压升高，保护了线路，一般线路靠变压器一侧需要加装。线路避雷器费用要高一些。

2 负荷分类

按突然中断供电引起的损失程度分类：

一级负荷：是指突然中断供电将会造成人身伤亡或会引起周围环境严重污染的；将会造成经济上的巨大损失的；将会造成社会秩序严重混乱或在政治上产生严重影响的。

二级负荷：是指突然中断供电会造成经济上较大损失的，连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等；将会造成社会秩序混乱或政治上产生较大影响的。

三级负荷：是指不属于上述一类和二类负荷的其他负荷

3 雷击易发区

一般来说，雷击易发区有以下几种情况：

（1）雷击位置经常在土壤电阻率较小的土壤上，如：金属矿床的地区、河岸、地下水出口处。

（2）高耸突出的建筑物容易遭受雷击。在旷野，比较孤立、突出，不是很高的建筑物也比较容易遭受雷击，如：在田野里的凉亭、草棚等。

（3）金属结构的建筑物、内部有大型金属体的厂房，或者内部经常潮湿的房屋，如牛棚等。

4 山区线路的雷击特征表现

这里仅根据多年的直接、间接经验，当然主要是参照延安炼油厂和延安石油化工厂（以后简称石化厂）的多年运行经验总结，山区线路有着下列一些重要表现特征。

4.1 瞬时（或短时）近区多点，多相遭闪击

一次雷击掉闸时间内，或是几分钟内，近区多点，多相绝缘子遭雷闪击，相距范围多有在2公里左右的，这与资料书上所说的，雷云块放电往往会有多先导，多分支的现象相一致。

4.2 杆位遭重复雷击

杆位受重复雷击，这比平原地区的线路要突出得多，与雷电日水平的差别也有关系，如从延安炼油厂多趟架空线路20多年雷击统计数据发现一个约4.6公里的区域遭雷击的次数占了约60%，此段重复雷击杆数占了本段杆数的285%。这说明：山区线路地形愈复杂，雷电日水平愈高，杆塔遭受重复雷击概率越高。易遭重复雷击的杆位所处地形具有一般规律，它们是：（1）雷电活动强烈区段，（2）山峰大跨越及高差大跨越，（3）向阳坡上高位杆，（4）高坡半岛型的脊背上，（5）陡峭悬崖头上，（6）濒临水域的高坡处。

显然这些特殊地形原因，导致了最易遭受雷电闪击。

4.3 弱点突出易遭雷击

山区线路本身存在相对的耐雷薄弱点时，也会发生频遭雷击，如：杆塔处地阴过大，转角杆大保护角的外跳线、无加强措施的耦合地线终端杆污秽瓷串、拉线间隙不当等不良情况。

5 山区10kV架空线路经济避雷措施

山区10kV架空线路经济避雷措施就是根据负荷重要级别再针对线路的风险来源、地形地貌、杆塔结构等具体条件采用不同的避雷措施，来达到防雷避雷的作用。例如大跨度过河架空线路宜采用避雷线，就10kV而言采用单根避雷线即可，这种做法：成本上比装线路避雷器、避雷针大，施工费用也大，但这种地形要达到相应的避雷效果就需要在经济性上做出让步；在山脊上连续的几个10kV杆塔也宜用单根避雷线，山脊也是雷电容易伤害到的位置，同样需要在经济性上做出让步。而上山、下山、山沟里的杆塔则宜根据线路的重要级别根据地形灵活选用。上、下山线路段，线路附近有高大乔木时，由于乔木在雷雨天气引雷效果很好，就10kV而言该段线路就可根据线路重要级别少装或不装避雷设施；上、下山线路段的转角杆、塔一般要加装避雷措施；在平坦开阔拐角处的杆、塔一般也需要装线路避雷器或避雷针。三级负荷线路在背阴狭长山沟里的杆、塔则可不用任何避雷措施。有些山区地下有金属矿藏，雷电发生率很高，等等这些地区纳入经济因素考虑，合理的选用避雷措施，可以尽最大可能节省费用，大幅度降低架空线路的成本。

6 应用案例

2013年石化厂针对马家湾水场至石化厂10kV架空线路进行了避雷设施安装。

6.1 马家湾水场至石化厂的10kV架空线路

马家湾水场至石化厂的10kV架空线路共计4.5公里，采用单回路供电主要保障厂里生活用水，短时停电不会导致较大经济损失，属三级负荷。如果采用全线路避雷线或每根杆都加装线路避雷器、针，明显不划算。实际避雷施工中采用避雷针进行重点位置防护。在高位水罐处的2号杆，处于拐角位置的6、13、15号杆，过深沟的7、8号杆各安装一套避雷针，避雷针做引下线与接地网连接，引下线采用钢芯铝绞线裸线，接地网采用杆下四个方向地埋镀锌接地扁铁，埋深均大于0.8米，接地完工后实测阻值均在5欧左右，低于行业标准10欧；在变压器一次侧的24、25号终端杆，安装线路避雷器。其余杆塔不是位置较低，就是周围有高大乔木，均不加装任何避雷设施。该趟线路共需要避雷针6套，线路避雷器2套，接地网8组。这样一来无论材料、施工都做到最经济。该趟线路运行至今已经历两个雷电多发季，均未因雷电原因导致线路供电中断。相比2010年至2012年，每年都至少有一起雷电导致供电中断事故，效果十分明显。

6.2 核算这趟线路加装避雷设施费用

实际项目是按包工包料的方式进行的，这里只列出相关的材料及施工的参考费用：每个避雷针按500元算，每组线路避雷器按1000元算，每组接地网材料按500元算。

马家湾10kV线路加装避雷设施实际发生费用（该线路有90根杆）：

500元*6+1000元*2+500元*8+5万元施工费=5.9万元

该线路全程加装避雷线预计最小费用（施工费很保守）：

30元*4500米+500元*8+7万元施工费=20.9万元

该线路全线加装线路避雷器预计最小费用（8组接地网不够，施工费也很保守）：

1000元*90+500元*8+7万元施工费=16.4万元

该线路全线加装避雷针预计最小费用（8组接地网不够，施工费也很保守）：

500元*90+500元*8+7万元施工费=11.9万元

通过价格对比分析明显本次施工的方案最经济；再对比分析避雷效果，明显本次施工的方案效果最好。

7 结束语

综上所述，本文对山区10kV架空线路经济避雷措施进行粗浅的分析与探讨，希望为山区10kV架空线路成本控制提供有益的参考，笔者也希望通过本文的粗浅阐述，使更多的人认识到，山区10kV架空线路加装避雷设施除了考虑技术因素外，针对10kV架空线路本身的特点及山地地形气候特点，纳入经济因素分析能使架空线路成本控制与防雷效果实现双赢，对同类10kV架空线路项目起到一些借鉴作用。最后，结合延安石油化工厂马家湾水场10kV高压架空线路进行实例分析。以上内容意在给每位读者一个直观的参考。

参考文献

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[2]吴伟智.架空输电线路的防雷措施[J].电气时空，2009：2526.

[3]高军，杜群.山区架空输电线路防雷措施的探讨[J].电力建设，2013，（71）.