6kV架空絕緣線雷擊斷線分析

楊斌　周少金

摘要：通過對313#6kV架空絕緣架空單相接地線路燒斷的故障原因分析，提出了架空絕緣線雷擊斷線的機(jī)理，在參考其他的kV設(shè)備相似故障基礎(chǔ)上，得出了6kV架空絕緣線雷擊斷線主要是由于雷電過電壓引起絕緣子閃絡(luò)后的工頻續(xù)流引起的，對防止6kV架空絕緣線雷擊斷線有效的措施進(jìn)行了深入的探討。

關(guān)鍵詞：架空絕緣線路；雷擊斷線機(jī)理；分析措施

中圖分類號：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.01.084

1事故經(jīng)過

2008年7月12日上午9時左右，天氣劇變，電閃雷鳴，一總降壓站6kV系統(tǒng)Ⅰ段發(fā)生A相接地現(xiàn)象，接地信號燈亮，預(yù)告警鈴響，故障相電壓為1.2kV，其它兩相電壓為5.2kV，并且系統(tǒng)電壓不穩(wěn)定伴有過電壓現(xiàn)象發(fā)生，9時10分一配電313#柜＼生活一泵變開關(guān)過流跳閘，系統(tǒng)接地現(xiàn)象消失，電壓恢復(fù)正常。

2原因分析

經(jīng)現(xiàn)場仔細(xì)勘查分析：

（1）設(shè)備參數(shù)：冶313#柜＼生活一泵變?nèi)L約2.0公里，其中YJLV-120mm電纜500米，JKLYJ-120mm絕緣架空導(dǎo)線1500米，共10根電桿，1#桿和10#桿有避雷器，其型號為HY5WS-7.6/30。變壓器型號為S11-M-1000/6。該柜采用許繼LL11/10分立元件繼電保護(hù)裝置。做各項(xiàng)試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)備試驗(yàn)合格。

（2）直接原因：離3#桿300mm處A相高壓絕緣導(dǎo)線燒斷掉落在地上接地是系統(tǒng)發(fā)生單相接地及313#柜跳閘的直接原因。

（3）間接原因：雷電直擊絕緣架空導(dǎo)線燒斷所致；線路避雷器未起作用致使線路雷擊電壓無法泄放；高壓架空絕緣導(dǎo)線質(zhì)量不良；施工人員作業(yè)致使高壓絕緣導(dǎo)線受傷有隱患，當(dāng)發(fā)生系統(tǒng)雷擊時燒斷；線路防雷設(shè)備較少，分布不合理；分析認(rèn)為絕緣架空導(dǎo)線被雷擊燒斷的真正原因是直擊雷和線路防雷設(shè)備較少引起。

3架空絕緣線路雷擊斷線的機(jī)理

架空絕緣線路雷擊斷線的原因是雷電過電壓引起的絕緣子閃絡(luò)進(jìn)而工頻續(xù)流電弧將導(dǎo)線燒斷（簡稱“雷擊斷線”）。當(dāng)過電壓侵入時，空氣間隙被擊穿，過電壓被箝位到很低的水平，過電流也通過空氣間隙泄放入地，實(shí)現(xiàn)了避雷器對線路的保護(hù)。開放間隙有太多的缺點(diǎn)，如擊穿電壓受環(huán)境影響大；空氣放電會氧化電極；空氣電弧形成后，需經(jīng)過多個交流周期才能熄弧，這就可能造成避雷器故障或線路故障。以后研制出的氣體放電管、管式避雷器、磁吹避雷器在很大程度上克服了這些毛病，但他們?nèi)匀皇墙⒃跉怏w放電的原理上。

4架空絕緣線路防雷擊斷線的措施探討

實(shí)際上的預(yù)防實(shí)踐，完全可以采取以下若干措施，比如安裝避雷線或架空接地線；安裝氧化鋅避雷器；增長閃絡(luò)路徑；安裝特殊的防弧金具等。

防弧金具是一種自我犧牲式的防止絕緣導(dǎo)線斷線的措施，其方法是在絕緣子旁邊的絕緣導(dǎo)線上加裝一個厚實(shí)的金屬件（稱為防弧金具），并保證絕緣導(dǎo)線與金屬件良好的電接觸。當(dāng)雷擊引起絕緣子閃絡(luò)后，工頻續(xù)流電弧弧根固定在防弧金具上燃燒，保護(hù)導(dǎo)線免于燒傷和燒斷，從而達(dá)到防止絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的目的。雷擊的發(fā)生在某種情況下是始料不及的，還有一種情況值得重視的是電子設(shè)備附近的大地或其他設(shè)備的接地體，因受直擊雷引起的電位升高，會使電子設(shè)備造成反擊，使之對地絕緣擊穿。根據(jù)傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)電子設(shè)備的地線與電源設(shè)備的地線分開設(shè)置是減少這種雷電侵入途徑的有效措施之一。

此外還可以注意采取其他的相關(guān)辦法達(dá)到防雷擊的目的。防雷元件種類繁多，概括起來可分間隙式的（如放電間隙、閥型避雷器、放電管等）和非間隙式的（如壓繁電阻、齊納二極管），再推廣一下像扼流線圈、電阻、電容……也可歸人這一類，從動作時間來說有快慢的區(qū)別。裝設(shè)避雷針——對多雷區(qū)（例如小丘陵地帶）、易擊點(diǎn)或在山頂高位的桿塔，為減少遭雷擊的機(jī)會，可在桿塔頂部裝設(shè)避雷針用以引雷，作為防雷保護(hù)；用三角形頂線作為保護(hù)——由于10千伏線路通常是中性線不接地的，裝設(shè)自動重合閘裝置。線路上因雷擊放電而產(chǎn)生的短路是由電弧引起的，線路斷路跳閘后，電弧就熄滅了。因此，對線路安裝自動重合閘裝置，不但能消除雷擊及其他原因引起的瞬間故障，而且同時還可以防止系統(tǒng)故障擴(kuò)大；裝設(shè)線路分段開關(guān)——裝設(shè)分段開關(guān)，不但可以減少雷擊事故的影響范圍，而且當(dāng)事故點(diǎn)在分段開關(guān)后時，處理故障時也不需要將整條線路停電；安裝絕緣子架空線路防雷過電壓保護(hù)器——線路防雷過電壓保護(hù)器與線路絕緣子并聯(lián)，通過氧化鋅限流元件、限流元件引流球和高壓引流球之間的串聯(lián)間隙的共同配合而達(dá)到防雷，保護(hù)線路的目的。

另外，架空絕緣線在我們的生產(chǎn)實(shí)踐運(yùn)用中確實(shí)遇到了一些使人不容易解決的問題，比如高層建筑的防雷擊問題。隨著我國城市電網(wǎng)改造工作的不斷推進(jìn)及城網(wǎng)建設(shè)的迅速發(fā)展，高層民用建筑由于高度高，成為雷擊的制高點(diǎn)，容易遭受雷擊，因而成為雷電防護(hù)的重點(diǎn)，對于建筑物設(shè)計(jì)和施工之前的雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估尤為重要，使設(shè)計(jì)施工更加安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理。從該建筑物雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估計(jì)算結(jié)果分析，其人身傷亡風(fēng)險(xiǎn)值超過國家規(guī)范規(guī)定的最大允許值，按相關(guān)規(guī)定和要求需要安裝和完善防雷設(shè)施。配電網(wǎng)絡(luò)中普遍采用架空絕緣電線，在高電壓下導(dǎo)體與絕緣層的電位差卻相對很小，這時會呈現(xiàn)很高的電位，可產(chǎn)生擊穿，即出現(xiàn)上述現(xiàn)象，特別是在鄉(xiāng)間或空曠地帶建議應(yīng)該盡量少采用絕緣線，減少事故帶來的損失。

當(dāng)然，裝設(shè)避雷器和保護(hù)間隙；提高線路本身的絕緣水平，也是很重要的避雷措施。同時也需要注意調(diào)查研究科學(xué)辨別造成雷擊的客觀內(nèi)在原因，這些原因主要包含：一是遭受雷害多。對于一般的架空裸線來說，架空絕緣線遭受的雷害事故發(fā)生頻率比較高，受損情況也比較嚴(yán)重，常常出現(xiàn)的情況就是導(dǎo)線出現(xiàn)在某一點(diǎn)發(fā)生斷裂，斷裂之后就會落在地面上，因?yàn)檫@種電線具有絕緣性，就不會快速放電導(dǎo)致短路而斷電，而是長時間的進(jìn)行放點(diǎn)，這樣一來就容易對其他的動物或者是器械造成危害。二是進(jìn)水氧化。架空絕緣線因?yàn)樾枰褂媚z套絕緣，所以在下雨后或其他情況導(dǎo)致水分進(jìn)入到線管中，一旦進(jìn)入就不容易風(fēng)干蒸發(fā)，時間長了就會發(fā)生氧化反應(yīng)，尤其是在兩根電線桿中間的電線最低處，水分最容易聚集，在這里倒顯得氧化更為嚴(yán)重，如果是在污染環(huán)境下或者是酸雨造成的，情況就會更加嚴(yán)重，加快了氧化腐蝕，就會嚴(yán)重影響了導(dǎo)線的導(dǎo)電能力，嚴(yán)重時甚至?xí)咕€路斷開。三是安裝方法不正確在架空絕緣線使用時，因?yàn)槠涮厥獾慕Y(jié)構(gòu)后制作工藝，對其安裝方法要求也非常高，如果安裝不得當(dāng)就會造成局部發(fā)熱，進(jìn)水等癥狀，進(jìn)而造成事故。使用架空絕緣線常見問題大概就有這些了，出現(xiàn)問題可以針對性的進(jìn)行解決，這樣才能保證安全。

5結(jié)論

在架空絕緣線路上述幾種防止架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的措施是有效的，各有特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況、安裝是否方便和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行綜合比較選擇最佳方案，結(jié)合313#線路實(shí)際情況，既要考慮安全運(yùn)行，又要考慮成本投入，筆者認(rèn)為造成313#線路雷擊斷線是由于線路防雷設(shè)備較少，應(yīng)該在地處較高、雷區(qū)頻繁地段，每隔兩檔線路應(yīng)裝一組避雷器就能解決斷線問題。

參考文獻(xiàn)

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