10kV～35kV配電架空線路防雷研究與防雷設(shè)計(jì)

李亞紅

漯河供電公司，河南漯河 462000

1 現(xiàn)狀及存在問題

目前，10kV～35kV配電線路防雷擊的措施有：1）選擇合理的線路路徑；2）提高線路的整體絕緣水平；3）降低接地裝置的接地電阻；4）裝設(shè)架空地線；5）裝設(shè)線路避雷器。35kV線路防雷普遍采用在變電站進(jìn)出線架設(shè)1.5km左右的架空地線以及在線路上裝設(shè)避雷器，10kV線路設(shè)備的防雷則基本依賴于裝設(shè)避雷器，所采用的裝設(shè)方法，均為避雷器直接與帶電導(dǎo)線相連接。因此，不可避免的存在各種問題和缺陷：一是避雷器直接與帶電導(dǎo)線相連接，避雷器長期帶電運(yùn)行而加快老化；二是由于避雷器帶電運(yùn)行，需要作定期的預(yù)防性試驗(yàn)，避雷器停電拆裝即減少了電力企業(yè)的供電量和浪費(fèi)大量的人力物力，又嚴(yán)重影響了廣大用戶正常的生產(chǎn)、生活用電秩序；三是需要在每處裝設(shè)避雷器的桿塔上，安裝接地裝置，給供電部門增加了材料投資和向當(dāng)?shù)刭r償?shù)鹊馁M(fèi)用；四是避雷器上下端都要接線，安裝維護(hù)麻煩。

2 研究解決重點(diǎn)

1）本文旨在針對(duì)上述配電網(wǎng)防雷保護(hù)現(xiàn)狀及存在的問題和缺陷，緊密結(jié)合當(dāng)前電力生產(chǎn)和建設(shè)中的新課題，收集整理各種數(shù)據(jù)和資料，分析原因，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，探索雷電規(guī)律，研究設(shè)計(jì)，制造一種結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)久耐用，造價(jià)低廉，不與帶電導(dǎo)線連接，不需要重新安裝接地裝置的非接觸式防雷擊裝置，解決因雷電對(duì)配網(wǎng)線路造成的危害。

2）本研究以漯河供電公司轄區(qū)35kV漯萬線為重點(diǎn)，據(jù)作者調(diào)查，該線路為農(nóng)村偏遠(yuǎn)的35kV萬金變電站提供電源，由220kV漯河變電站送出，全長14.64km，導(dǎo)線型號(hào)為LGJ-95的裸體線，1998年建成投運(yùn)，目前，所帶35kV萬金變電站裝備容量為2×8000KVA。該線路呈現(xiàn)以下幾個(gè)特點(diǎn)：供電半徑大、導(dǎo)線截面小、路徑復(fù)雜、跨越多（跨越漯河鬧市區(qū)人民路、京珠高速公路、洛南高速公路、洛阜鐵路），特別是途經(jīng)鄧襄鎮(zhèn)、萬金鎮(zhèn)長達(dá)8.9km雷電活動(dòng)頻繁的地區(qū)，每到雷雨季節(jié)，不斷發(fā)生雷擊跳閘事故，特別是2009年8月份連續(xù)發(fā)生兩次雷擊斷線惡性事故，由于持續(xù)降雨給線路搶修帶來很大困難，造成長時(shí)間大面積停電，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3 防雷擊裝置設(shè)計(jì)方案

本防雷裝置設(shè)計(jì)方案為“非接觸式10kV～35kV配電線路防雷擊裝置”，其裝置包括：避雷器、引弧電極、連接板和橫擔(dān)組成。

1）避雷器采用復(fù)合外套金屬氧化物避雷器；

2）引弧電極采用不銹鋼合金鑄件，呈弧形狀，其上端通過連接板與避雷器連接在一起，下端與導(dǎo)線之間保持80mm～130mm的距離，形成放電間隙；

3）橫擔(dān)用U型螺絲固定在電桿上，緊靠線路絕緣子橫擔(dān)下邊。若在角鐵塔上使用可利用塔撐用來固定本裝置；

4）避雷器其上端固定在橫單或塔撐上，下端連接引弧電極，雷電過電壓作用時(shí)，在導(dǎo)線和引弧電極之間形成放電間隙，把雷電過電壓通過避雷器及自然接地體泄入大地，從而保護(hù)線路絕緣子不被雷電擊毀和有效防止雷擊斷線事故的發(fā)生。因而該裝置可以裝在變電所的出線側(cè)，用來限制從線路來的雷電侵入波對(duì)變電所設(shè)備的危害，也可裝在雷電活動(dòng)頻繁區(qū)域的桿塔上及重要跨越線路的桿塔上；

5）由于避雷器本體在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)不承受系統(tǒng)電壓和操作過電壓，因而能有效減少維護(hù)成本，增強(qiáng)可靠性和使用壽命。

4 本裝置具體安裝實(shí)施方式

以下以35kV漯萬線安裝實(shí)例，進(jìn)一步介紹本裝置的具體安裝實(shí)施方式：

1）該非接觸式配電線路防雷擊裝置主要由引弧電極1、連接螺栓2、連接板3、連接螺栓和螺母組件4、避雷器5、固定螺栓和螺母組件6和橫擔(dān)7等組成；

2）該引弧電極1采用不銹鋼合金鑄件，呈弧形狀，引弧電極1中心帶螺紋孔，連接板3下端對(duì)應(yīng)引弧電極1中心螺紋孔，由連接螺栓2通過螺紋孔將引弧電極1和連接板3連接固定在一起，用連接螺栓和螺母組件4通過連接板3側(cè)面的連接孔將連接板3固定在避雷器5下端的接線板上，使引弧電極1與避雷器5形成一個(gè)固定的防雷擊裝置整體，然后，將該防雷擊裝置整體的上端用固定螺栓和螺母組件6將其固定在橫擔(dān)7上的一端，采用U型螺栓和螺母組件將橫擔(dān)7安裝固定在電桿上，應(yīng)使防雷擊裝置整體與導(dǎo)線垂直安裝，讓其下端引弧電極1的弧形中心正對(duì)導(dǎo)線，并與此保持80mm～130mm的距離，該距離可通過固定在電桿上的橫擔(dān)7的高低進(jìn)行調(diào)整；

3）引弧電極呈弧形狀，其上端通過所述連接板3與避雷器5連接在一起，使此與導(dǎo)線之間形成放電間隙；

4）連接板3采用-4*40的扁鐵制成，用于連接避雷器5和引弧電極1；

5）橫擔(dān)采用∠6*63的角鋼，長度可根據(jù)電桿與導(dǎo)線的距離而定；

6）如果將防雷擊裝置用在角鐵塔上，可直接安裝在塔撐上。

5 該裝置試用情況

通過對(duì)漯河供電公司轄區(qū)35kV漯萬線頻遭雷電襲擊跳閘事故調(diào)查分析，研發(fā)的“非接觸式10kV～35kV配電線路防雷擊裝置”，于2010年 初在35kV漯萬線易遭雷擊的線段進(jìn)行了安裝試用，自安裝運(yùn)行以來，其防雷效果明顯，近3年來未發(fā)生雷擊跳閘事故，為防止雷電侵入上一級(jí)變電站，漯河供電公司均在各35kV線路出站側(cè)第一基桿塔上裝設(shè)了本裝置，同樣取得了明顯效果。

6 結(jié)論

該裝置結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，經(jīng)試運(yùn)行證明，具有運(yùn)行可靠，使用壽命長，免維護(hù)，能有效提高線路的耐雷程度，預(yù)防雷擊跳閘事故，提高配電網(wǎng)的安全可靠性，適用于雷電活動(dòng)頻繁，易遭雷擊的線段以及大跨越桿塔的防雷保護(hù)。

該裝置不與帶電導(dǎo)線連接，不需要重新安裝接地裝置，解決了避雷器長期帶電運(yùn)行易老化、接線復(fù)雜、定期的預(yù)防性試驗(yàn)停電影響面大、安裝維護(hù)麻煩等問題。

該裝置可廣泛用于35kV和10kV等架空裸導(dǎo)線或絕緣導(dǎo)線配電線路，可利用桿塔自然接地放電，安裝方便、簡單、可靠，易于推廣應(yīng)用。

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