对10kV架空配电线路防雷措施的探讨

【前言】对10kV架空配电线路防雷措施的探讨由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。一、引言 近几年，在10kV架空配电线路上，越来越广泛地使用绝缘导线。配电网架空导线的绝缘化，已经成为一项成熟的技术。但是，架空线路使用绝缘导线在运行中也出现了一些新的问题。其中，最为突出的问题是遭受雷击时容易发生断线事故。据统计，广东省广州市花都区在2...

摘要:针对10kv架空配电线路常发生雷击断线事故与雷击跳闸事故的情况，深入分析事故发生的原因，对架空配电线路防雷措施进行探讨，务求提高10kV配电网安全运行水平。

关键词:10kV 架空;线路;防雷;措施

Abstract: Based on the 10kV overhead distribution line lightning stroke accidents often occur with the lightning trip-out accident situations, in-depth analysis of the cause of the accident, to discuss the measures of lightning protection of overhead distribution lines, in order to improve the security of distribution network operation level of 10kV.

Key words: 10kV overhead line; lightning protection; measures;

中图分类号：TU856文献标识码：A 文章编号：

一、引言

近几年，在10kV架空配电线路上，越来越广泛地使用绝缘导线。配电网架空导线的绝缘化，已经成为一项成熟的技术。但是，架空线路使用绝缘导线在运行中也出现了一些新的问题。其中，最为突出的问题是遭受雷击时容易发生断线事故。据统计，广东省广州市花都区在2011、2012年的雷击断线事故与雷击跳闸事故分别为39次、38次，直接损失电量超过40万千瓦时，严重降低了供电可靠性，给社会带来了极为不良的影响。这两年里雷击断线事故与雷击跳闸事故率占各类原因造成的事故的25%。以上一些统计资料表明：雷击断线事故与雷击跳闸事故，是应用绝缘导线中凸显的严重问题，引起我们的高度重视，并积极开展对该类事故发生原因的分析，力求找到有效的防范措施。

二、发生雷击断线与跳闸事故的机理1.电弧放电规律（1）配电网雷电过电压闪络，亦即大气压或高于大气压中大电流放电，为电弧放电形式。（2）雷电过电压闪络时，瞬间电弧电流很大、但时间很短。（3）当雷电过电压闪络，特别是在两相或三相（不一定是在同一电杆上）之间闪络而形成金属性短路通道，引起数千安培工频续流，电弧能量将骤增。2.架空绝缘导线断线当雷击架空绝缘线路产生巨大雷电过电压，当它超过导线绝缘层的耐压水平时（一般大于139kV）就会沿导线寻找电场最薄弱点将导线的绝缘层击穿（通常在绝缘子两端30cm范围内），形成针孔大小的击穿点，然后对绝缘子沿面放电形成闪络，最后工频电弧向绝缘子根部的金属发展后形成金属性短路通道，工频电弧固定在一点燃烧后熔断导线。架空线路雷害事故的形成通常要经历四个阶段：架空线路受到雷电过电压的作用；架空线路受到闪络；输电线路从冲击闪络转变为稳定的工频电压；线路跳闸，供电中断。

3.架空裸导线的断线率低但跳闸事故频繁当雷击架空裸导线产生巨大雷电过电压时，就会沿导线寻找电场最薄弱点的绝缘子沿面放电形成闪络，最后工频电弧向绝缘子根部的金属发展后形成金属性短路通道，引发线路跳闸事故。由于接续的工频短路电流电弧在电磁力的作用下沿着导线向背离电源方向移动，一般不会烧断导线。

三、避雷措施

1．提高线路绝缘水平或避免产生雷电过电压。如：局部加强绝缘、架空避雷线。2.使电弧燃烧熔断导线的时间延长到超过断路器跳闸的时间, 通过断路器跳闸来灭弧。如：放电绝缘子、保护间隙、防雷金具等3.使电弧在熔断导线前瞬间熄灭。如：避雷器、线路过电压保护器等四、采取的防雷保护措施

局部加强绝缘提高线路绝缘水平将配电线路中的瓷绝缘子更换成为硅橡胶绝缘横担，全线提高线路绝缘水平，雷电引发的工频续流因爬距大而无法建弧。为了降低线路造价，可采用架空绝缘导线加强局部绝缘的方式，即在绝缘导线固定处加厚绝缘也是一种尝试的办法。优点：有效提高线路绝缘水平，免维护。缺点：更换绝缘子的投资成本较大，而且只能减少断线机率，防止绝缘导线雷击断线效果不明显。

2.架空避雷线作用：架设避雷线是架空线路防雷保护的最基本和最有效的措施。避雷线的主要作用是防止雷电直击导线，同时还具有以下作用：①分流作用，以减小流经杆塔的雷电流，从而降低杆塔顶的电位；②通过对导线的耦合作用可以减小线路绝缘子的电压；③对导线的屏蔽作用还可以降低导线上的感应过电压。通常来说，线路电压愈高，采用避雷线的效果愈好，而且避雷线在线路造价中所占的比重也愈低。标准规定，35 kV及以下的线路不宜全线架设避雷线，一般在变电所的进线段架设1～2km的避雷线，同时按照要求做好杆塔的接地。架设架空避雷线的措施已经于2012年下半年在广州市花都地区推广使用，并取得了良好的避雷效果，已安装了避雷线的配网架空线路至今没发生过一起雷击事故。3.降低杆塔接地电阻

降低杆塔接地电阻可以减小雷击杆塔时的电位升高，这是配合架设避雷线所采取的一项有效措施。避雷线受雷击后不应使线路绝缘发生闪络，需降低线路杆塔的接地电阻，或适当加强线路绝缘，对个别杆塔可使用避雷器，雷区活动频繁的线路地段应架设耦合架空地线。降低线路杆塔的接地电阻，可利用：①增加接地极的埋深和数量；②外引接地线到附近的池塘河流中，装设水下接地网；③换用电阻率较低的土壤；④在接地极周围施加降阻剂等办法。对于山顶上且高土壤电阻率无避雷线的杆塔和横担接地，并采用连续伸长接地体将每基杆塔的接地装置连接起来的措施，如图1所示，形成一条低电阻通道，可以防止杆塔顶部和杆塔附近的地面突出物的雷电场强发生畸变，既防止线路遭受雷击，又提高了线路杆塔的平均高度，减少了杆塔、避雷线等投资费用。

适当加强线路绝缘，及时更换线路的零值瓷绝缘子，对雷区的直线杆塔，在保证导线对地安全距离和对杆塔各部件空气间隙的条件下，每相加一片绝缘子增加线路的绝缘，使线路能够耐受感应雷。

4.防雷金具

在绝缘导线固定处剥离绝缘层，加装特殊设计的金属线夹。当雷电闪络引发工频续流时，工频续流在该金属线夹上燃弧直至线路跳闸以熄灭工频续流，从而避免烧伤绝缘子和熔断绝缘导线。5.增长闪络路径

通过增长闪络路径，降低工频建弧率，是防止架空绝缘线路雷击断线事故的另一思路。在横担上安装一U形绝缘闪络路径，使U形头部与绝缘导线之间的冲击放电电压比绝缘子放电电压低。当雷电过电压时，该间隙先于绝缘子击穿闪络，并沿绝缘闪络路径发展。设计该绝缘路径足够长，就可以阻止工频续流建弧，切断工频续流。优点：投资成本较低，免维护。缺点：如何保持间隙的问题和如何与同杆及其它线路保持间距的问题很难解决，间隙电压扰动将影响电能质量。

6.氧化锌避雷器作用：随着氧化锌阀片的技术性能提高，氧化锌避雷器优良的保护性能已被人们接受，近年来广泛地应用于电气设备过电压保护。缺点：（1） 保护范围较小：只能够保护附近的电气设备免受雷害。（2） 长期承受运行电压：加速了电阻片的劣化而损坏。（3） 在消弧线圈接地系统中，如果发生避雷器击穿，将会造成长接地。六、结束语

通过对雷电的观察，主要是雷击地点较为集中时，雷击伤害程度大、时间长、雨量大，由于对线路做了大量的防洪、防雷的前期准备工作，所以在雷雨发生时，110 kV及以上线路未发生跳闸故障， 但10 kV架空线路发生的故障较多，损坏的程度较严重，通过对雷害的分析，提出10 kV架空线路防雷的措施，不断地分析和总结10kV架空线路在采取安装避雷线等各类防雷措施情况下的发生雷击事故的数据，从中找出效果最好且投资最少的措施予以全面应用，达到减少10kV架空线路雷击跳闸事故的目的，保证线路的安全运行和对用户不间断地供电。

参考文献：

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3. 吴根富 氧化锌避雷器的应用与分析 [期刊论文] -电气开关2004(5)

4. 沈海滨.陈维江.张少军.陈平.袁力.尹彬.李文龙 一种防止10 kV架空绝缘导线雷击断线用新型串联间隙金属氧化物避雷器 [期刊论文] -电网技术2007(3)

5. 邱雪花 线路避雷器在输电线路中的应用与研究 2007