10kV架空線路雷擊跳閘原因與防雷措施探討

呂景　楊哲　王璐

【摘要】春夏季節(jié)，雷電活動劇烈且頻繁，10kV架空線路因雷擊導(dǎo)致跳閘的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，直接影響用戶用電，本文將對雷擊跳閘的主要原因進行深入分析，重點提出防雷措施，為未來防雷工作奠定良好基礎(chǔ)，確保10kV架空線路可以安全穩(wěn)定運行。

【關(guān)鍵詞】10kV架空線路? 雷擊跳閘? 防雷保護

引言：10kV架空線路是我國城市主要配電線路，因其長期暴露在戶外，工作環(huán)境更為惡劣，極易受到雷電危害。雷擊跳閘占配電線路故障比例居高不下。架空線路雷擊危害一般發(fā)生在柱上斷路器、配電變壓器及隔離開關(guān)等設(shè)備處，會對配電網(wǎng)供電安全性與可靠性造成很大影響。

一、10kV架空線路雷擊跳閘的主要原因

（一）避雷器防雷性能質(zhì)量降低

架空絕緣線路遭到雷擊當(dāng)前，有些10kV架空線路在運行中仍然在使用老式閥門型避雷器。由于其使用時間較長，密封已經(jīng)因潮濕受到破壞，電暈現(xiàn)象嚴(yán)重，在其內(nèi)部產(chǎn)生硝酸鹽等化學(xué)物質(zhì)，使氣體中氮和氧含量減少，導(dǎo)致放電電壓下降，防雷性能降低。此外，污穢會使避雷器的滅弧性能下降，甚至不能切斷續(xù)流，進而導(dǎo)致避雷器發(fā)生爆炸。

（二）絕緣水平不匹配

造成配電線路發(fā)生雷擊跳閘的主要原因是10kV架空線路與電氣設(shè)備的絕緣水平之間不相匹配。由于當(dāng)時受設(shè)計方案、建設(shè)水平及后期維護運行等因素影響，大部分線路在桿塔上直接使用玻璃材質(zhì)的絕緣子，在放電時電壓數(shù)值高達195.85kV;而跳線則用瓷瓶型絕緣子，電壓大約為255.73kV。但根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，10kV配電變壓器全波沖擊耐壓在75kV左右，容易導(dǎo)致絕緣水平與線路不匹配，受避雷器泄流能力限制，部分雷電經(jīng)過電壓仍然可以侵入到電氣設(shè)備及電纜線路中，導(dǎo)致線路發(fā)生跳閘故障。

（三）絕緣導(dǎo)線斷線

架空絕緣線路遭到雷擊時會產(chǎn)生巨大雷電過電壓，當(dāng)它超過導(dǎo)線絕緣層的耐壓水平時，會沿著導(dǎo)線尋找電場中最弱點將導(dǎo)線絕緣層擊穿，產(chǎn)生針孔大小的擊穿點，對絕緣子沿面放電形成閃絡(luò)，最后工頻電弧向其根部發(fā)展后形成短路通道，工頻電弧固定到一點，燃燒后熔斷導(dǎo)線，架空線路跳閘，供電中斷。

（四）土壤電阻較高

高山或者是土壤電阻較高的地方容易遭到雷擊。當(dāng)接地電阻長時間深埋在地下會被腐蝕，使導(dǎo)體的絕緣面積減少，分散電流的能力就會下降，嚴(yán)重時會導(dǎo)致地面斷裂。質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)的接地電阻還容易引發(fā)絕緣閃絡(luò)，接地電阻的變化和雷擊跳閘的次數(shù)成正比。

（五）接地引下線存在問題，缺乏設(shè)備管理

接地引下線作為配電設(shè)備與配電網(wǎng)接地體間的連接體，其質(zhì)量的優(yōu)良對設(shè)備防雷性能的高效發(fā)揮十分重要。10kV架空線路接地引下線連接不合理，質(zhì)量不符合規(guī)格，容易引起雷擊跳閘。另外，對設(shè)備缺乏管理。當(dāng)?shù)貨]有建立相應(yīng)的管理部門，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時不能及時進行維修，增大線路遭受雷擊跳閘的概率。

二、10kV架空線路防雷措施

（一）選用線路氧化鋅避雷器

選擇安裝氧化鋅避雷器，其使用壽命長，不易發(fā)生受潮，是理想型防雷設(shè)施。安裝避雷器后，在發(fā)生雷擊時大量雷電流經(jīng)過避雷器流入導(dǎo)線，傳播到相鄰桿塔，只有一小部分雷電流沿塔桿或接地下引線經(jīng)過泄放通道泄入大地，有效提高線路的耐雷水平，保證絕緣子不再閃絡(luò)，避免線路跳閘停電。線路避雷器在防止線路雷反擊和繞擊跳閘方面都有很好效果。但其價格昂貴，應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)鼐€路跳閘情況、運行經(jīng)驗及地形等進行全面考慮，選擇合理地方進行安裝，充分利用有限資金達到最佳效益。

（二）架設(shè)耦合地線

耦合地線在架空線路的導(dǎo)線下邊與周圍區(qū)域架設(shè)，可以降低反擊跳閘概率。10kV架空線路，桿塔高度低，通常受到的是直擊雷，它對線路本身跳閘現(xiàn)象影響并不大，而是雷擊之后感應(yīng)過電壓間接引起跳閘。因此要在感應(yīng)過電壓方面加強重視。在易產(chǎn)生感應(yīng)過電壓的區(qū)域，架設(shè)耦合線，其自身具有的電磁屏蔽作用可以降低感應(yīng)過電壓的破會能力，進而減少跳閘現(xiàn)象發(fā)生。

（三）裝設(shè)避雷線

避雷線又叫架空地線，對導(dǎo)線起屏蔽作用，用來對雷電流進行分流，避免雷電流直擊導(dǎo)線，還能夠減小線路絕緣子的電壓，一般線路電壓越高，采用避雷線的效果越顯著。避雷線設(shè)在導(dǎo)線上方，通常沿全線架設(shè)，保護范圍成帶狀，對保護導(dǎo)線最有效果，因此作為線路防雷的主保護。按照標(biāo)準(zhǔn)，10kV架空線路，通常在變電所的進線段架設(shè)1～2千米的避雷線，同時做好桿塔接地。

（四）降低桿塔接地電阻

對于一般高度的桿塔，降低桿塔接地電阻能夠減少雷擊桿塔時的電位升高，是提高線路耐雷水平降低雷擊跳閘概率既經(jīng)濟又有效的措施之一。避雷線在受到雷擊后不會使線路絕緣發(fā)生閃絡(luò)，需要降低接地電阻。降低電阻的方式有四種。第一，外引接地線到附近的河流中，裝設(shè)水下接地網(wǎng)。第二，增加接地極的填埋深度和數(shù)量。第三，換用電阻較低的土壤。第四，可以采用放射形接地體或者連續(xù)延長接地體。

（五）做好設(shè)備管理

10kV架空線路設(shè)備管理，將直接影響線路的運行情況，因此要建立完善的防雷技術(shù)規(guī)范和管理制度。首先，應(yīng)該建立相應(yīng)的管理制度，規(guī)范施工人員的行為，提高避雷設(shè)施的建設(shè)質(zhì)量，真正做架空線路的防雷措施。其次，應(yīng)該對施工現(xiàn)場的自然環(huán)境進行仔細考察，搜集和整理當(dāng)?shù)乩纂姲l(fā)生的概率。再次，要加強對施工人員和相關(guān)設(shè)計人員的培訓(xùn)，提高其專業(yè)能力水平，在進行設(shè)備鋪設(shè)時可以針對問題采取合理的手段解決問題。另外，要不斷完善防雷技術(shù)，強化防雷手段，對相關(guān)設(shè)備進行定期檢查，及時更換陳舊設(shè)備。最后，工程驗收時要嚴(yán)格把控質(zhì)量，提高架空線路建設(shè)質(zhì)量，減少施工問題的出現(xiàn)，最終保證架空線路的安全運行。

三、結(jié)論

綜上所述，相關(guān)專業(yè)人員應(yīng)該加大對雷害的研究力度，不斷分析和總結(jié)10kV架空線路在采用安裝避雷線等各類防雷措施情況下發(fā)生雷擊故障的數(shù)據(jù)，從中找出效果最好并且投資較少的措施進行全面應(yīng)用，盡可能減少雷擊跳閘事故發(fā)生，確保線路的穩(wěn)定運行和對用戶不間斷供電。

參考文獻：

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