浅议加强线路防雷措施,确保线路安全可靠运行

【摘 要】减少配电线路的雷击故障，提高配电线路耐雷水平、减小雷击跳闸率，确保线路的安全、可靠、稳定运行。

【关键词】线路；防雷；措施；运行

一、概述

配电线路纵横延伸，地处空旷地带时，高出地面，极易受到外界的影响和损害，尤其是雷击。据统计，由雷电引起的跳闸事故占总跳闸次数的70%～80%，在多雷并且土壤电阻率高、地形复杂的区域，输变电架空线路遭受雷击的概率更高，严重地威胁着电网运行的安全。资料表明，我国主要配电网络6～35kV电网最易发生雷害事故，虽然城乡电网改造后状况有所好转，但在雷电活动频繁地区，雷害和雷击跳闸事故并未根本好转，严重危害配电网的安全、可靠、稳定运行。

为减少配电线路的雷击故障，电力系统采用了一系列措施，这些措施对提高配电线路耐雷水平、减小雷击跳闸率具有重要的作用，但具有一定的局限性：

（一）架设避雷线对减少绕击概率起着非常重要的作用，但在山区有时会出现屏蔽失效的现象；此外，35kV及以下电压等级线路绝缘较弱，50%冲击放电电压Uj50%在350kV以下，而感应过电压的值可达到400kV，加装避雷线对限制感应过电压的效果不大；（二）降低杆塔接地电阻对减少雷电反击跳闸率有决定性作用，但在山区和高土壤电阻率地区实施难度较大；（三）增加绝缘子片数等措施虽增大了线路的绝缘，提高了耐雷水平，反击概率减小，但雷电波沿着导线侵入变电站母线过电压幅值增高，可能对变电站的绝缘配合造成影响，而且该措施常受杆塔尺寸限制；（四）加装耦合地线能提高山区线路耐雷水平，但实施困难。

二、10kv线路主要雷击事故点分析

（一）经常遭雷击点的统计与分析：

1.山丘的迎南风面；四周是山丘的潮湿农田地、附近又有起伏的山丘。2.土壤电阻率有突变的地带，如地质断层地带，岩石与土壤、山坡和稻田的交叉区，岩石山脚下有小河谷等地，雷易击于低土壤电阻率处。3.植被灌林比较浓密的山丘，雷易击于突出的山顶、山的向阳坡等。4.雷暴走廊下；在雷雨季节气候条件的影响下该杆塔所在的迎风面洽好成的雷云的接闪面。5.耐张杆和尽头杆都是处在雷击的破口处，工频续流更加容易建弧形成相间金属性短路影起雷击闪络。

通过现场勘察确定如此典型地形地貌属易雷区；

（二） 雷击闪络形成的分析

1、10kV配电线路一般是中性点不接地系统，发生单相接地时系统不会跳闸，其短路电流仅为线路的电容电流，也不会导致断线。线路跳闸及断线的机理在于：在感应过电压作用下，配电线路三相均有可能发生绝缘子闪络，通过金属横担形成两相甚至三相相间短路，从而产生很大的工频短路电流，导致线路跳闸甚至断线。

2、直击或雷击感应电磁脉冲击穿绝缘子时在短时间内建立一个燃弧通道，燃弧通道建立后线路上原有的工频电压就会迅速以电流方式通过该通道进行相间或对地短路。从而发生跳闸事故，工频电流很大的情况下有可能造成断线。

3、在发生闪络事故后一般只有其中一相的绝缘子发生裂痕或破损。这是因为三相绝缘子串不可能做到雷击耐受电压完全相同；在雷击闪络时有先后关系，先闪的承大部分的工频电流；从而使绝缘子发生裂痕或破损。

4、及时切断雷电流引起的工频续流是防止架空绝缘导线雷击断线的根本方法。

未安装避雷线的线路，如属于雷电活动强烈地段，应安装通流容量较大的雷击闪络保护装置，防止因较大的雷电流导致避雷器爆炸失效。

5、绝缘水平低导致在感应过电压下易发生相间短路

由于配电线路的绝缘水平很低。例如：110kV的线路绝缘子串长度为lm，临界闪络电压为700kV， 35kV配电线路的临界闪络电压为也只有350kV，而感应雷过电压幅值可达500kV～600kV，而10kV配电线路的绝缘子串长度仅为0.lm左右，临界闪络电压仅为100kV，较容易超过配电线路绝缘子的雷电冲击耐压而发生闪络事故。在配电网中，绝大部分雷害配电线路遭受直接雷过电压的概率很小，约占雷害事故的25%，感应雷过电压导致的故障比例超过75%。因此农村配电线路防雷主要是对感应过电压的防护。

（三）防雷改造的措施与方法

1、架空避雷线：其优点为能有效降低线路雷电感应过电压，容易维护；

2、氧化锌避雷器：能有效截断工频续流，并且能有效限制雷电过电压，在闪络后吸收放电能量；

3、钳位绝缘子：钳位绝缘子能够借助断路器截断工频续流，使雷击过电压在金具和绝缘子之间定位闪络，固定工频续流电弧在金具上燃烧，避免导线烧伤；

4、增长闪络路径：借助断路器截断工频续流，防止导线熔断，能确保间隙在雷击过电压时先于绝缘子击穿闪络，并沿绝缘闪络路径发展；

5、提高线路绝缘水平：能提高线路冲击耐压水平并且免维护。

6、线路过电压保护器：能够有效截断工频续流，限制雷电过电压，避雷器不承受工频电压，延长避雷器的使用寿命，避雷器损坏后也不影响系统运行；

7、改变绝缘子闪络路径：通过加装雷击闪络保护器，保证在雷电过电压下动作，保证不发生绝缘子沿面闪络，并能可靠地切断工频续流。雷击闪络保护器在工频过电压和操作过电压下不动作，并能在各种气象条件下承受长期工频运行电压而稳定运行。在正常运行条件下，雷击闪络保护器本体不通过电流，只有当雷电过电压使其间隙闪络时，避雷器本体吸收雷电冲击过电压能量，同时限制工频续流，使间隙在1～2个工频周期内可靠熄弧。

8、不发生相间短路：雷电过电压作用下，雷击闪络保护器两相或者三相均可能动作，由于其残压的存在，变电站侧保护装置不会动作。雷电过电压结束后，工频续流会快速在过零点熄弧，故变电站侧保护装置同样不会动作。

参考文献

[1]《浅议输电线路雷击事故及防雷措施》严玲

[2]《浅议输电线路的防雷保护》陈宏

作者简介：李兆方 男，1977年出生，河南浚县人，专科，助理工程师，单位：河南省浚县供电公司，主要从事电力生产技术管理工作。