10 kV配电网防雷保护的研究

摘 要 通过对长顺供电局10 kV配电网防雷保护情况的了解，分析了影响配电网防雷保护的主要原因，提出了改进措施，从思想上、设备上、管理上重视配电网防雷保护，进一步提高供电可靠性。由于配电网的网络结构复杂、绝缘水平较低，配电网易遭受雷击，造成停电事故和设备线路的损坏，导致巨大的经济损失和长时间的停电。本文就本局电网防雷保护的措施和技术改造进行分析，并结合实际，提出适用于配电网防雷的保护措施。

关键词 配电网；防雷保护；保护措施

中图分类号 TM 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)021-0097-01

1 10 kV配电网防雷现状

10 kV配电网无避雷线保护、绝缘水平低，易受直击雷和感应雷的危害，调查发现贵州、云南、四川等地配电网总故障率中雷击跳闸率>70%，尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地区。每一次雷击闪络，就有可能造成柱上开关、刀闸、避雷器、变压器、套管等设备损坏，线路停运。甚至有些变电所10 kV线路在雷电活动强烈时全部跳闸，极大地影响了供电可靠性和经济损失。

2 10 kV配电网防雷措施

2.1 10 kV线路防雷措施

当前，我局10 kV配电网防雷保护措施主要放在配电网线路的防雷方面，通常采用的措施有以下7种：①控制杆塔接地电阻；②进线段加装避雷线保护；③安装线路避雷器；④安装线路避雷针；⑤提高线路的绝缘水平；⑥部分线路安装耦合接地线；⑦部分杆塔加装过电压保护器。

在我局的配电网中，架空裸导线在配电网使用最多。因此，对架空裸导线的防雷保护对于我局的配电网的安全稳定运行是至关重要的，针对上述情况我局提出以下一些预防架空导线的防雷保护措施。

1）降低杆塔接地电阻。这一措施可提高线路耐雷水平，减少线路雷击跳闸率的主要措施。降低杆塔接地电阻是通过降低杆塔的冲击接地电阻来提高输电线路反击耐雷水平的一种防雷技术。其原理是：当杆塔接地电阻降低时，雷击塔顶时，塔顶电位升高的程度降低，绝缘子所承受的过电压程度也降低，从而使线路的反击耐雷水平提高，从而有效的降低线路的雷击跳闸率。降低杆塔接地电阻的方法主要分物理降阻和化学降阻：物理降阻包括延长接地体、深埋接地体、使用符合接地体等；化学降阻主要是指在接地体周围敷设降阻剂，通过降低土壤电阻率来达到降低接地电阻的目的。

2）架设耦合地线。这一方法适用于雷害事故多发地区，具体措施是：在导线下方加设一条接地线，以提高线路的反击耐雷水平，降低反击跳闸率。架设耦合地线提高线路反击耐雷水平的原理是：耦合地线可以增加分流作用，可以使雷电流易于通过邻近杆塔的接地散流，从而降低塔顶电位。架设耦合地线根据架设的位置不同分两类：直挂耦合地线，直接增设在线路导线下方的耦合地线；侧面耦合地线，平行架设在线路两侧的耦合地线。

3）采用新型绝缘子。这一方法是用新型绝缘子代替以往使用瓷质绝缘子。当出现零值时无明显特征反映，不易发现，导致绝缘子串耐压水平降低，雷击时易发生闪络。把原来的瓷绝缘子换成玻璃绝缘子后，线路绝缘水平有所提高，闪络事故得到了改善，因为玻璃钢绝缘子失效表现为零值自破，玻璃钢绝缘子的失效检出率比瓷绝缘子的高很多，从而消除了零值绝缘子和劣质绝缘子，消除了线路的绝缘弱点，大大提高了线路绝缘水平，降低了绝缘子的雷击闪络概率。

4）安装线路避雷器。这一方法是在线路杆塔上安装避雷器装置，将其与线路绝缘子串并联，提高安装处线路的绕击和反击耐雷水平，并有效保护绝缘子不闪络，降低雷击跳闸率。避雷器提高耐雷水平原理是：线路安装避雷器后，当雷电绕击线路，绝缘子串两端产生过电压超过避雷器动作电压时，避雷器动作，利用阀片的非线性伏安特性，限制避雷器残压低于线路绝缘子串的闪络电压。雷电流经过避雷器泄放后，通过避雷器的工频电流很低，工频电弧在第一次过零时熄灭，线路两端断路器不会跳闸，系统恢复正常状态。

2.2 配电变压器防雷措施

我局配电网中配电变压器雷击事故主要是避雷器安装不规范所致。在某些城乡结合部的配电变压器仅高压侧安装避雷器且其连接线过长，有的变压器虽然高低压侧均安装避雷器，但其接地端与低压绕组中性点及变压器的外壳未连接在一起后再接地。这一做法在南方多雷区和山区不适用，可造成配电变压器常遭雷击损坏（这主要由逆变换、正变换过电压所致），造成线路接地短路并跳闸。

2.3 其他配电设施防雷措施

当雷电波在开关断开处的全反射使电压将上升一倍，造成绝缘击穿，且开关两侧线路都有可能遭受雷击。同样10 kV开闭所/环网柜/箱式变的进出线为电缆加架空线路时，在电缆与架空线路的连接处雷电波折反射产生的过电压危及电缆绝缘和开关（断开位置时）安全。对应的措施为：①线路上的开关两侧均安装避雷器，而用户进户开关只需在进线侧安装；②10 kV开闭所/环网柜/箱式变的进出线采用电缆加架空线路方式时，如电缆线路

3 完善配电网防雷保护的措施

10 kV配电网可采用如以下改进措施。

1）改善中压电网杆塔和防雷装置的接地。避雷器和配电变压器的接地电阻不应大于10 Ω。

2）对电容电流超过10 A的电网安装自动跟踪补偿消弧装置进行补偿。

3）将针式瓷瓶更换为合成绝缘子，提高线路的冲击耐压水平。

4）根据当前10 kV配电网的现状，在避雷器的保护上采取的治理方法：①在避雷器的选型上应选用保护性能好的氧化锌避雷器，逐步淘汰碳化硅避雷器，为了保证避雷器适应中压电网的内过电压状况，不在内过电压下动作损坏，可适当提高氧化锌避雷器的额定电压和荷电率；②在柱上开关和刀闸两侧装避雷器保护，以防止线路遭雷时的开路反射击坏开关和刀闸；③在配电网变压器的高、低压侧同时装合适的避雷器进行保护，防止正变换过电压和逆变换过电压造成配电变压器的损坏；④加强避雷器的运行维护和试验，防止因避雷器自身故障而造成的电网接地短路事故；⑤在雷电活动频繁地区，或者容易遭受雷击的线路杆塔加装线路避雷器进行保护，根据经验，为了减少维护工作量，可以安装复合绝缘的氧化锌线路避雷器进行保护。

4 小结

雷击是影响电网安全稳定运行的重要因素之一。长期以来雷击引起的输电线路跳闸事件频繁发生，对电网安全稳定运行构成了极大的威胁。因此，对10 kV配电网的防雷现状进行认真的分析和研究，找出雷害事故频发的原因，寻求改进和完善防雷措施是非常有必要的。

参考文献

[1]陈维江,孙昭英,李国富,等.110 kV和220 kV架空线路并联间隙防雷保护研究[J].电网技术,2006,30(13):70-75.

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