淺析佛山地區(qū)10k架空線路雷擊事故產(chǎn)生的成因及防雷措施

歐陽鏗

【摘 要】本文分析了佛山地區(qū)10kv架空線路雷擊事故產(chǎn)生的原因分析，并提出了有效的防雷措施和解決辦法，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】架空線路；雷擊率；防雷措施

引言

目前我國電網(wǎng)主要研究10 kV架空線路雷擊事故產(chǎn)生的成因分析并采取有效的防雷措施。以佛山地區(qū)為例，配電網(wǎng)10 kV架空線路數(shù)量、總長度在本省排行前列。在每年4月份雷雨季節(jié)，10 kV架空線路經(jīng)常受雷擊引起線路跳閘停電，給人們的日常生活帶來不便，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行，供電的可靠性。

實(shí)驗(yàn)證明，配電網(wǎng)的雷害事故約占整個電力系統(tǒng)雷害事故的60% ～70%。因此，必須大力加強(qiáng)配電網(wǎng)的防雷保護(hù)，才能提高供電的可靠性。

1.佛山地區(qū)10 kV架空線路年雷擊率計算

架空線路雷擊閃絡(luò)率計算二方面因素：一是絕緣子閃絡(luò)判據(jù)，取絕緣子的雷電沖擊50%放電電壓值，二是感應(yīng)過電壓的計算。

計算線路雷擊閃絡(luò)率需要用統(tǒng)計方法，若雷電流幅值和雷擊位置為兩個相互獨(dú)立的隨機(jī)變量，雷擊位置沿導(dǎo)線平行和垂直兩個方向均勻分布，得雷擊該區(qū)間且引起絕緣子閃絡(luò)的最小雷電流。雷擊電流幅值超過Imin 時，可引起絕緣子閃絡(luò)。該區(qū)間每年遭受雷擊且引起絕緣子閃絡(luò)的次數(shù)為一般情況下，γ=0.015次/（kin2·a）（根據(jù)佛山地區(qū)氣象資料，佛山地區(qū)雷電日為80天）。

將每個區(qū)間雷擊且引起絕緣子閃絡(luò)的次數(shù)累積起來，可獲得全年的雷擊閃絡(luò)次數(shù)，假定正極性雷擊出現(xiàn)的概率為10%，負(fù)極性雷擊出現(xiàn)的概率為90% 。雷擊配電線路附近時，配電線路上的感應(yīng)過電壓因多因素有關(guān)，如雷電流幅值及達(dá)到幅值的時間、主放電速度、線路高度、線路與雷擊點(diǎn)問的距離。當(dāng)感應(yīng)過電壓幅值超過配電線路的絕緣耐受水平時，線路將發(fā)生閃絡(luò)。

2.佛山地區(qū)10 kV架空線路年雷擊率的統(tǒng)計

一般雷擊大地時，配電線路三相導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓幅值接近，往往會引起相間閃絡(luò)，短路電流較大，造成斷線。所以假定閃絡(luò)后即斷線，每年每公里架空絕緣導(dǎo)線斷線次數(shù)。假設(shè)進(jìn)一步提高線路絕緣水平，將絕緣子的雷電沖擊50%的放電電壓較P 型絕緣子的放電電壓值提高30%（相當(dāng)于P s型絕緣子的水平）。采用P 型絕緣子的閃絡(luò)概率值分別減少45%和51.3%。但是，當(dāng)線路長度超過1 000km時，每年雷擊閃絡(luò)次數(shù)仍在10次以上，因此單靠提高線路絕緣水平解決不了雷擊斷線問題，應(yīng)考慮其它保護(hù)措施。

3. 10kv架空線路防雷措施

上述分析可知，該區(qū)的年均公里雷擊率較好，裸導(dǎo)線的年均公里雷擊率低于理論值的5O% ，絕緣導(dǎo)線的年均公里雷擊率基本接近理論值。因此，應(yīng)該加強(qiáng)各種難過防雷設(shè)施的改造與建設(shè)，降低年均公里雷擊率。線路SF 斷路器動作整定值不合適，與上一級保護(hù)未能形成一定的級差，常是線路斷路器與變電站斷路器同時跳閘，或變電站的斷路器跳閘而線路斷路器不跳。由于存在一些專用變壓器用戶對避雷器的重要性質(zhì)認(rèn)識不足，導(dǎo)致很多都不主動配合電力企業(yè)進(jìn)行規(guī)定的預(yù)試，可以有效防止使用一些淘汰型號或耐壓能力、泄流能力不合格的避雷器帶病運(yùn)行，可以避免造成避雷器性能下降或失效，有效提高運(yùn)行可靠性。

由上可知，防雷措施還可以采取以下幾方面：

1）架空線路需更換和安裝耐壓等級高一級的絕緣子或瓷橫擔(dān)。雷擊10kV架空線路針式絕緣子事故，是最為常見的設(shè)備事故，產(chǎn)生的主要原因，該地區(qū)年雷暴日多、雷擊周期長，由于使用的針式絕緣子質(zhì)量或耐壓水平不過關(guān)。在發(fā)生雷害嚴(yán)重時線路地段可以適當(dāng)采用20 kV電壓等級的絕緣子或瓷橫擔(dān)，有效提高其耐雷水平，減少雷擊次數(shù)。

2）安裝金屬氧化物避雷器（MOA）。配網(wǎng)技術(shù)人員可在空曠的10 kV架空線路上安裝線路型避雷器，在配電網(wǎng)設(shè)備，例配電變壓器高低壓側(cè)、柱上開關(guān)、電纜頭等處必須安裝避雷器，減少使用淘汰老式的F-1 0型碳化硅磁吹或閥型避雷器。絕緣導(dǎo)線線路適當(dāng)增加線路避雷器，消除雷電流在導(dǎo)線絕緣層無法擴(kuò)散造成導(dǎo)線局部發(fā)熱斷線。

3）檢查、整改接地裝置。供電部門工作人員必須嚴(yán)格按照規(guī)定，定期檢查接地裝置的銹蝕情況，測量10 kV配電網(wǎng)上接地裝置的接地電阻，發(fā)現(xiàn)不合格的，及時給予整改，保證線路接地電阻值不大于10 kV?；蚺c1 kV以下設(shè)備共用的配電變壓器臺架接地裝置接地電阻不大于4kV。

4）正確配置線路分段柱上SF6 斷路器。要正確設(shè)置動作電流，最好采用有延時動作時間的SF6斷路器，注意在前后斷路器問要有不同的時延，形成級差。這樣可以減少受瞬問沖擊電流影響跳閘的次數(shù)，也可以避免不同線路段上的斷路器同時動作的現(xiàn)象，縮小停電范圍。有條件下的農(nóng)村電網(wǎng)線路主干線安裝配電線路自動化開關(guān)，縮小線路故障帶來的整體停電，實(shí)現(xiàn)故障自動隔離，達(dá)到最大范圍內(nèi)減少停電區(qū)問，最大限度地縮短停電時問，提高供電質(zhì)量和供電可靠性。

5）按一定間距裝置桿上避雷器或放電問隙，一般以3檔為好，即150m左右。在多發(fā)雷擊地區(qū)穿越高電壓等級線路，則每桿裝一組避雷器或放電問隙，從而起到避雷作用，減少雷擊斷線事故。

6）將部分雷區(qū)線路的裸導(dǎo)線更換成絕緣導(dǎo)線，提高線路的表面耐雷水平。

7）更換和安裝防弧金具、帶外串連間隙金屬氧化物避雷器或與絕緣子配套使用的環(huán)形電極帶外串連間隙金屬氧化物避雷器。在線路上采用帶放電箝位的柱式瓷（復(fù)合絕緣子），提高其耐雷水平。

8）將耐張瓶全換為防雷絕緣子，將起到較好的防雷效果。

9）延長閃絡(luò)路徑。其目的是通過延長閃絡(luò)路徑，導(dǎo)致電弧容易熄滅，局部增加絕緣厚度，及采用長閃絡(luò)路徑避雷器。在導(dǎo)線與絕緣子相連處部位加強(qiáng)絕緣，提高絕緣強(qiáng)度，使放電只能從加強(qiáng)絕緣邊沿處擊穿導(dǎo)線，產(chǎn)生沿面閃絡(luò)。

10）局部剝離絕緣導(dǎo)線外絕緣層，使此處相當(dāng)于裸導(dǎo)線，從而電弧能在剝離部分滑動，不要固定在某一點(diǎn)燒蝕。

4.結(jié)束語

綜上所述：配網(wǎng)防雷措施下，架空配電線路仍存在一定的雷擊跳閘率和事故率，而且有些地區(qū)還相當(dāng)高。通過采取各項防雷措施后，會降低雷電活動強(qiáng)烈地區(qū)的雷擊事故概率，但雷電發(fā)生的隨機(jī)性大，雷擊線路又屬于小概率事件，受環(huán)境等因素影響，很難防止雷擊線路這類小概率事件的發(fā)生。因此，線路有一定的雷擊跳閘率，采用間隙裝置并聯(lián)于絕緣子上，以定位雷電閃絡(luò)路徑，疏導(dǎo)工頻電弧，避免絕緣子損壞，雖有雷擊閃絡(luò)，但重合閘能夠成功，做好配網(wǎng)線路的防雷保護(hù)工作。