提高10kV配電線路防雷水平的措施

吳炳基

【摘 要】隨著科技的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性也有了更高的要求。10kV配電線路是目前最常用的配電線路，它是影響配電線路防雷效果的直接因素。但是近年來，10kV配電線路雷擊故障頻頻發(fā)生，不僅造成線路障礙，也給人們的生活帶來了不便。因此，本文對影響10kV配電線路水平的因素進(jìn)行詳細(xì)分析，從而找到提高配電線路防雷水平的方法，切實(shí)保證人們用電的安全可靠性。

【關(guān)鍵詞】10kV配電線路；防雷水平；提高方法

0 前言

目前來說，直擊雷過電壓和感應(yīng)雷過電壓是造成10kV配電線路故障的主要因素。二者以直接或間接的方式導(dǎo)致10kV配電線路瞬間產(chǎn)生高于80kV的感應(yīng)電壓，而對于運(yùn)行中的10kV配電線路來說，高于80kV的感應(yīng)電壓會(huì)引起工頻電壓幅值激增，直接損害配電線路，甚至引發(fā)線路障礙。所以，在新時(shí)期采取有效的防雷措施尤為關(guān)鍵。

1 10kV配電線路防雷水平現(xiàn)狀分析

1.1 架空絕緣導(dǎo)線技術(shù)的應(yīng)用

在實(shí)際生活中，由感應(yīng)雷電過電壓引起線路故障比直擊雷過電壓引起線路故障要更為常見。除了因?yàn)橹苯佑龅嚼走^電擊的概率較小，還因?yàn)楦袘?yīng)雷的過電壓賦值變化范圍較大。

現(xiàn)在常用的避免感應(yīng)雷過電擊的方法是架空絕緣導(dǎo)線。架空絕緣導(dǎo)線使局部絕緣得到強(qiáng)化，但是由于制造絕緣層材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，疏于檢查等因素，使得絕緣導(dǎo)線未能發(fā)揮其最大作用。當(dāng)雷云對地放電產(chǎn)生的電壓高于絕緣子一半以上的放電壓時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致線路中的絕緣子出現(xiàn)閃絡(luò)問題，過高電壓甚至?xí)舸?dǎo)線的絕緣層，使導(dǎo)線被燒斷的幾率大大增加，給配電線路帶來嚴(yán)重的安全隱患。

1.2 終端桿塔技術(shù)的應(yīng)用

終端桿塔技術(shù)的核心在于避雷器。將避雷器安裝在電路的末端，利用避雷器本身特性，在桿塔受到雷擊時(shí)，迅速對雷電進(jìn)行分流，電流經(jīng)由桿塔流向大地，極大程度的減少過高電壓對線路上的傷害。避雷器的選用也直接影響到終端桿塔技術(shù)的有效性。傳統(tǒng)避雷器操作復(fù)雜，成本高且防爆引流性能達(dá)不到所需水平，因此，要對傳統(tǒng)避雷器進(jìn)行改進(jìn)，目前氧化鋅避雷器已經(jīng)跨越了傳統(tǒng)避雷器的種種弊端，在提高10kV配電線路防雷水平方面起到很大作用。

使用終端桿塔技術(shù)還有一個(gè)很大的優(yōu)勢，它可以完成配電線路中磁場能量到電磁量的轉(zhuǎn)化，平衡線路的入射波和反射波，提高配電線路電壓，防止線路斷開。

1.3 兩線路交叉跨越方式

設(shè)計(jì)配網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)，為了節(jié)約空間，經(jīng)常出現(xiàn)兩線路交叉跨越的設(shè)計(jì)方式。事實(shí)上，這種方法并不可取。因?yàn)楫?dāng)上方線路遭受雷過電擊時(shí)，會(huì)對下方線路也造成一定程度的影響，一旦超過下方線路的承受能力，就會(huì)出現(xiàn)兩條線路同時(shí)跳閘的現(xiàn)象。如果實(shí)在無法避免線路交叉跨越，那么一定要盡可能拉大線路之間的垂直距離，減少上方線路對下方線路的影響。

1.4 同塔多回路技術(shù)的應(yīng)用

同塔多回路技術(shù)的關(guān)鍵是采取不平衡的方式。如果多個(gè)回路之間的絕緣水平相同，那么當(dāng)線路遭受雷過電擊時(shí)，線路之間會(huì)產(chǎn)生反擊。不同的絕緣子耐壓性會(huì)存在差異，耐壓性較低的絕緣子更容易出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象，而當(dāng)?shù)湍蛪盒缘慕^緣子出現(xiàn)閃絡(luò)時(shí)，就會(huì)增加其他回路耦合的幾率，這其實(shí)提高了具有高耐壓性絕緣子線路的防雷水平，類似于電路的并聯(lián)，其中一條線路損害，還有其他電路保證總路正常運(yùn)行。

另一個(gè)影響同塔多回路技術(shù)有效性的因素是接地電阻。雷電流通過桿塔時(shí)，桿塔電流瞬間增大，超出塔體最高承受電壓，導(dǎo)致線路跳閘。根據(jù)相關(guān)計(jì)算可知，接地電阻越低，線路的反擊耐雷水平就越高，采用降低接地電阻的方法可以有效提高防雷水平。

2 提高10kV配電線路防雷水平的有效措施

2.1 提高架空絕緣導(dǎo)線的絕緣能力

在同塔多回路和兩導(dǎo)線交叉跨越的線路設(shè)計(jì)中，最重要的是線路的絕緣工作。二者均是在線路遭受雷擊電壓時(shí)，由于線路間的垂直距離較短，防雷水平降低導(dǎo)致絕緣子出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象。因此，提高架空絕緣導(dǎo)線的絕緣能力至關(guān)重要。

目前常見的的提高架空絕緣導(dǎo)線絕緣能力的有增加絕緣子片數(shù)，以絕緣導(dǎo)線代替裸導(dǎo)線，在絕緣子與導(dǎo)線之間增加絕緣皮等比較直接的辦法，這些都只是直觀上疊加了絕緣導(dǎo)線的絕緣能力。還可以通過改變絕緣子的連接方式，以并聯(lián)的方式對雷過電擊進(jìn)行分流，達(dá)到提高防雷水平的能力。

當(dāng)然，除了通過物理或化學(xué)的辦法對防雷技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)的同時(shí)，還需要注意提高所用絕緣導(dǎo)線和絕緣子的質(zhì)量。很多時(shí)候出現(xiàn)線路故障并不是因?yàn)榫€路連接方式有問題，而是由于絕緣子質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，疏于管理，沒有及時(shí)更新?lián)Q代。因此，一定要在采購環(huán)節(jié)和管理環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)，購買質(zhì)量達(dá)標(biāo)的絕緣子，定期檢查絕緣子是否出現(xiàn)破裂，老化等現(xiàn)象，避免線路出現(xiàn)故障。

2.2 利用氧化鋅避雷器防雷擊

氧化鋅避雷器具有良好的防爆脫離性，免維護(hù)性和非線性伏安特性。氧化鋅避雷器可以在線路遭受雷擊電壓時(shí)，快速減小自身電阻，泄放電壓，保護(hù)線路。氧化鋅避雷器和傳統(tǒng)避雷器相比，操作更加方便，體積也更加輕便，最重要的是沒有放電間隙，這極大的提高了對電流的處理速度。

在選用氧化鋅避雷器時(shí)要注意選用額定電壓高于其在安裝處可能出現(xiàn)的工頻暫態(tài)電壓。在安裝氧化鋅避雷器時(shí)，要注意在容易遭雷擊的電變壓器等設(shè)備周圍集中配備。另外，還可以在絕緣子和氧化鋅避雷器之間采用并聯(lián)的方式，充分發(fā)揮鉗位功能的優(yōu)勢，避免閃絡(luò)問題。

2.3 降低接地電阻提高線路反擊耐雷水平

對于避雷器來說，接地電阻越小，接地效果就越好。但是由于空間限制，運(yùn)用于10kV配電線路的避雷器大都電阻超標(biāo)。目前來說，常見的控制接地電阻的方式有四種：延長接地極法，添加降阻劑法，更換土壤法和外引接地法。但是根據(jù)配電網(wǎng)建造的實(shí)際情況來看，更換土壤和利用降阻劑并不可取。而延長接地極法和外引接地法成本高且難實(shí)施，因此，需要我們探索一種新的簡單經(jīng)濟(jì)的有效方法。

避雷器接地一般有兩種方式：一是放射形接地體，二是環(huán)形接地體。環(huán)形接地體降低電阻更為突出且簡單易行。實(shí)踐數(shù)據(jù)表明，接地極n=5，敷設(shè)深度為2m的環(huán)形接地方式具有突出的降低防雷接地阻值的功能。它不需要大范圍的整改土地來鋪設(shè)地網(wǎng)，成本較低，同時(shí)它比延伸單根接地極更加安全可靠?？紤]到經(jīng)濟(jì)性，安全性和操作性，環(huán)形接地體可以說是目前10kV配電線路防雷接地降低接地電阻的最為有效的方式。

2.4 健全分工機(jī)制

一個(gè)高水平，強(qiáng)監(jiān)管機(jī)制的控制團(tuán)隊(duì)可以有效降低線路故障的幾率。在防雷工作中，防雷技術(shù)分析和控制工作占有舉足輕重的地位，是防雷技術(shù)提升的前提條件和重要保障。建設(shè)高水平，強(qiáng)監(jiān)制的控制團(tuán)隊(duì)首先要提高各部門人員的技術(shù)水平，對各部門人員進(jìn)行明確的分工與協(xié)調(diào)。其次，要健全責(zé)任機(jī)制，做到線路某個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生障礙時(shí)“有人管，有人修，問題有人承擔(dān)”，避免出現(xiàn)相互推卸責(zé)任，致使問題長期得不到實(shí)質(zhì)性解決的現(xiàn)象。

進(jìn)行線路防雷水平檢查的過程中，技術(shù)人員一定要表現(xiàn)出高專業(yè)性，在各個(gè)方面包括防雷工作的方法，技術(shù)，操作要領(lǐng)等進(jìn)行嚴(yán)格把控。保證防雷點(diǎn)故障率，故障原因，線路參數(shù)等重要參數(shù)的準(zhǔn)確記錄，并且對參數(shù)進(jìn)行具體分析，采取有效的補(bǔ)救措施，并找到提高線路防雷水平的有效辦法。

3 結(jié)語

10kV配電線路的安全穩(wěn)定與用電客戶密切相關(guān)，直接影響到用電客戶的利益。但影響10kV配電線路防雷水平的因素眾多，提高配電線路防雷水平任重而道遠(yuǎn)。必須合理選擇防雷方法，及時(shí)完成配電線路的更新?lián)Q代工作，保證新時(shí)期10kV配電線路的安全穩(wěn)定性，為人們提供安全穩(wěn)定的用電環(huán)境。

【參考文獻(xiàn)】

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