供電所10 kV配電線的防雷問(wèn)題成因及解決措施

林松金

（寧德市供電服務(wù)有限公司福安分公司，福建 福安 355000）

0 前言

用電安全一直是重要的民生問(wèn)題，不僅關(guān)乎人們的生命以及財(cái)產(chǎn)安全，也影響了社會(huì)的和諧與穩(wěn)定。當(dāng)前經(jīng)常使用技術(shù)成熟的絕緣導(dǎo)線來(lái)保障10 kV配電線的穩(wěn)定運(yùn)行。從實(shí)際情況來(lái)看，絕緣導(dǎo)線雖然會(huì)避免一些問(wèn)題，但是也會(huì)造成新的問(wèn)題，尤其是雷擊問(wèn)題。雷擊會(huì)直接損壞配電線路，進(jìn)而影響用電安全，因此，應(yīng)該增加10 kV配電線防雷問(wèn)題成因的研究力度，并提出科學(xué)合理的解決措施，提高10 kV配電線的防雷水平。

1 10 kV配電線進(jìn)行防雷的意義

在正常使用的情況下，10 kV配電線路不會(huì)突然損壞，但是雷擊會(huì)對(duì)10 kV配電線造成巨大的影響[1]。首先，雷電的輻射性以及穿透性都特別強(qiáng)，會(huì)損壞配電線路本身，例如塔臺(tái)在經(jīng)受過(guò)雷擊后就會(huì)直接損壞。其次，如果10 kV配電線受到雷擊，在線路中的電壓就會(huì)驟升，這樣就會(huì)對(duì)變電設(shè)備、電容器等配電設(shè)備造成損壞，進(jìn)而對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)的運(yùn)行造成干擾。此外，線路、設(shè)備的損壞不僅會(huì)增加供電所的財(cái)產(chǎn)損失，也可能會(huì)給電力人員的人身安全帶來(lái)威脅。從雷擊對(duì)10 kV配電線的影響就能夠看出對(duì)10 kV配電線進(jìn)行防雷具有重大意義。提高10 kV配電線的防雷水平不僅能夠保障配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，也能夠避免線路、設(shè)備的損壞，可以減少供電所的財(cái)產(chǎn)損失、降低出現(xiàn)安全事故的概率。隨著人們對(duì)生態(tài)的破壞，自然條件發(fā)生了變化，在一些不需要進(jìn)行防雷措施的地區(qū)，其天氣在近些年急劇變化，變?yōu)槎嗬纂姷牡貐^(qū)，這就對(duì)線路的安全性造成了影響，原來(lái)防雷設(shè)計(jì)已經(jīng)不能夠滿足日益增長(zhǎng)的防雷需求，這時(shí)進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)就非常有必要了。

2 10 kV配電線的防雷問(wèn)題及成因

2.1 防雷問(wèn)題

防雷需要注意以下3點(diǎn)。1）當(dāng)前，10 kV配電線的避雷器一般都安裝在桿塔上，這樣可以有效地提高當(dāng)級(jí)桿塔的防雷水平，但是無(wú)法為配電系統(tǒng)的防雷提供保障。如果需要在配電系統(tǒng)中安裝避雷器，不僅需要花費(fèi)大量的人力物力財(cái)力，也難以實(shí)現(xiàn)避雷器的安裝和維護(hù)，所以不容易實(shí)現(xiàn)。但是，另一方面，輸電線路多存在于荒野中，整體較為突兀，容易出現(xiàn)雷電的襲擊事件。因此，采用經(jīng)濟(jì)合理的防雷措施也就變得勢(shì)在必行了。2）隨著配電系統(tǒng)的發(fā)展，其靈活性也不斷提高，配電線路中也多了很多開(kāi)關(guān)，這樣可以增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，但是也會(huì)帶來(lái)新的問(wèn)題。例如，如果沒(méi)有在開(kāi)關(guān)以及閘刀上都安裝防雷設(shè)施就可能會(huì)使開(kāi)關(guān)和閘刀受到雷擊。3）近年來(lái)，在建設(shè)配電線路時(shí)開(kāi)始應(yīng)用電纜線路，所以配電線中多了一些環(huán)網(wǎng)柜、電纜分支箱等設(shè)備，這些設(shè)備也在一定程度上帶來(lái)了整體設(shè)備的防雷措施不到位等新問(wèn)題，給防雷工作帶來(lái)的新的挑戰(zhàn)。

2.2 成因

造成10 kV配電線防雷問(wèn)題的因素有很多，其中主要包括人為、配電線路絕緣水平低等。1）人為因素：人為因素是造成10 kV配電線遭受雷擊的關(guān)鍵因素之一。首先，在建設(shè)10 kV配電線路時(shí)，施工人員可能沒(méi)有做好防雷措施，導(dǎo)致配電線的防雷水平比較低。另外，整體運(yùn)維人員的責(zé)任意識(shí)還不強(qiáng)烈，對(duì)出現(xiàn)的安全隱患重視程度不夠，這就為事故的發(fā)生埋下了隱患。另外，在整體的事故發(fā)生過(guò)程中，各種風(fēng)險(xiǎn)因素相互疊加，導(dǎo)致整體的輸電線路存在極大的安全隱患。其次，部分10 kV配電線路地處偏遠(yuǎn)、資金匱乏、交通不便，所以線路維護(hù)人員無(wú)法定期進(jìn)行線路維護(hù)，這樣就可能會(huì)導(dǎo)致線路受到雷擊[2]。也有一些維護(hù)人員沒(méi)有認(rèn)真對(duì)待工作，只是隨便檢查一下，沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決線路中存在的問(wèn)題。此外，一些違法犯罪人員可能會(huì)損壞配電線路，導(dǎo)致配電線路被剪斷，就可能會(huì)出現(xiàn)接地故障。2）配電線路的絕緣水平低：在遭受雷擊后，10 kV配電線的電壓會(huì)突然急速上升并損壞配電設(shè)備，這主要是因?yàn)榕潆娋€路的絕緣水平低。還有就是雨水也會(huì)降低絕緣性能，這些情況的出現(xiàn)會(huì)使配電線路的絕緣性能比較差，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致線路被擊穿，這種情況很難修好，就會(huì)造成大范圍停電。3）配電線路的防雷能力差：雷電具有較強(qiáng)的輻射性、穿透性，并且溫度也比較高，就會(huì)損壞配電線路。配電線路易受雷電襲擊主要是因?yàn)榕潆娋€路的防雷能力比較差。一些地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平比較低，沒(méi)有及時(shí)更換防雷設(shè)施，就會(huì)導(dǎo)致配電線路的防雷能力下降。另外，在進(jìn)行雷電的設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于受到當(dāng)?shù)刈匀粭l件的影響，部分配電線路防雷設(shè)計(jì)水平并不十分到位，這就導(dǎo)致一些配電線路受到溫度、輻射的影響十分嚴(yán)重，會(huì)給配電線路造成較為嚴(yán)重的破壞。這在一定程度上也是設(shè)計(jì)防雷水平不足導(dǎo)致的。而且多集中在經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)以及極端災(zāi)害出現(xiàn)的地區(qū)，這些地區(qū)的防雷水平在剛開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)或許能夠滿足防雷需求，但是，隨著時(shí)間的推移維護(hù)成本的提高，長(zhǎng)時(shí)間未進(jìn)行更新?lián)Q代，導(dǎo)致整體防雷水平十分脆弱，因此這些地區(qū)非常容易遭受雷電襲擊。4）防雷技術(shù)落后：在10 kV配電線中進(jìn)行防雷具有一定的難度，而我國(guó)目前的防雷技術(shù)相對(duì)落后，無(wú)法完全滿足10 kV配電線的防雷需求。還有就是成本問(wèn)題，長(zhǎng)距離的輸電線路，其防雷成本以及運(yùn)維成本都是一筆不小的開(kāi)支，如果沒(méi)有先進(jìn)的防雷技術(shù)，就會(huì)導(dǎo)致整體的防雷效果大打折扣，也會(huì)在一定程度上影響整體線路的防雷等級(jí)。例如，避雷器的安裝不夠合理、防雷技術(shù)跟不上配電線路的發(fā)展等。除此之外，在進(jìn)行防雷的基礎(chǔ)研究方面，研究的經(jīng)費(fèi)還略顯不足，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)重視程度不夠，無(wú)法支持較為先進(jìn)的研究項(xiàng)目，這也是造成整體技術(shù)無(wú)法和國(guó)際先進(jìn)水平持平的重要原因，因此需要積極研究新技術(shù)、引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，提高線路防雷水平。

3 解決10 kV配電線防雷問(wèn)題的措施

解決10 kV配電線防雷問(wèn)題具有重要意義，因此，供電所應(yīng)該利用有效手段提高配電線的防雷水平，降低出現(xiàn)雷擊事故的概率，如圖1所示。

3.1 提高配電線路的絕緣水平

如果想從根本上解決10 kV配電線的防雷問(wèn)題，就需要提高配電線路的絕緣水平。更換絕緣材料是一種比較理想的方法。傳統(tǒng)絕緣材料的絕緣水平相對(duì)較低，無(wú)法很好地達(dá)到防雷目的，因此可以利用沖擊放電電壓更強(qiáng)且等級(jí)更高的絕緣材料來(lái)替換傳統(tǒng)的絕緣材料，這樣就可以在一定程度上提高配電線路的絕緣水平，降低配電線路受到雷擊的概率。另外，新材料的技術(shù)應(yīng)用也應(yīng)該得到重視。這就需要和國(guó)內(nèi)外知名的科研企業(yè)進(jìn)行深度合作，對(duì)新材料科技進(jìn)行研發(fā)， 從而能夠獲得經(jīng)濟(jì)效益高，絕緣性能強(qiáng)，具有較長(zhǎng)壽命的新型絕緣材料，使配電線路的絕緣水平能夠達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，并且能夠適應(yīng)我國(guó)復(fù)雜的氣候條件，從而提升整體的配電線路的絕緣水平。

3.2 合理安裝避雷設(shè)備

避雷設(shè)備在10 kV配電線路防雷中發(fā)揮了重要作用，因此需要合理地安裝避雷設(shè)備。當(dāng)前，常用的避雷設(shè)備包括避雷器和避雷線2種，安裝這些設(shè)備可以在配電線路遭受雷擊時(shí)適當(dāng)降低配電線的電壓值。為了減輕工作壓力，一般都選擇使用氧化鋅避雷器，這種避雷器不需要進(jìn)行維護(hù)，并且老化速度比較慢。在安裝避雷器時(shí)，要嚴(yán)格按照要求和規(guī)定進(jìn)行安裝，避免出現(xiàn)失誤和損壞[3]。同時(shí)，也需要合理地選擇避雷器的安裝位置。在部分桿塔上安裝避雷器無(wú)法保護(hù)整個(gè)配電系統(tǒng)，但是在整個(gè)配電系統(tǒng)中都安裝避雷器又難以實(shí)現(xiàn)，因此，在建設(shè)10 kV配電線路時(shí)，需要利用科學(xué)有效的方法保障整個(gè)配電系統(tǒng)的安全，增強(qiáng)線路運(yùn)行的可靠性。例如，可以在T接處、線路分支點(diǎn)等一些容易被雷擊中的地方安裝避雷器，提高配電線路的防雷水平。此外，在安裝避雷線時(shí)需要綜合考慮沖擊系數(shù)等因素，提高避雷線的安裝水平。

3.3 調(diào)整架空導(dǎo)線結(jié)構(gòu)

當(dāng)前，10 kV配電線路經(jīng)常使用架空配電線路這種結(jié)構(gòu)，但是在海拔、位置等因素的影響下，架空配電線路受到雷擊的概率比較大，因此，需要做好架空配電線路的防雷工作。施工人員在建設(shè)過(guò)程中需要合理地調(diào)整架空導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)，在線路中安裝絕緣套，增強(qiáng)架空線路的絕緣性能，確保架空線路的安全運(yùn)行。其次，在安裝架空線路時(shí)，需要合理地調(diào)整放電間隙，使電壓得到有效的疏導(dǎo)?？梢岳貌⒙?lián)方法進(jìn)行間隙調(diào)整，使間隙電壓高于雷擊電壓。同時(shí)，還需要在間隙中安裝可以防雷擊的放電控制設(shè)備，從而減小雷擊對(duì)架空線路的影響，增強(qiáng)架空線路的防雷性能。此外，還需要對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂蜻M(jìn)行重點(diǎn)分析，需要在架空線路一些容易受雷擊的地方安裝避雷設(shè)備，從而能夠顯著提升對(duì)雷電多發(fā)區(qū)域的防雷等級(jí)，實(shí)現(xiàn)全面防雷和重點(diǎn)防雷相結(jié)合的方式。這對(duì)于整體防雷措施的使用具有重要的意義，既能夠節(jié)約成本。也能夠加強(qiáng)對(duì)敏感地區(qū)的保護(hù)，降低被雷擊的概率。

圖1 解決10 kV配電線路防雷問(wèn)題的措施

3.4 科學(xué)應(yīng)用間歇保護(hù)方式

電流具有一定的特殊性，絕緣子串的放電一般都處于比較靠后的間歇保護(hù)位置，所以可以利用間歇保護(hù)對(duì)異常放電的電弧根部進(jìn)行引導(dǎo)，這樣就可以將雷電的電流轉(zhuǎn)移到地面上，從而達(dá)到保護(hù)配電線路的目的。還需要以大數(shù)據(jù)算法作為支持，對(duì)整個(gè)輸電線路進(jìn)行數(shù)據(jù)信息改造，利用大規(guī)模傳感器的布置，對(duì)配電線路的各個(gè)區(qū)間進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，對(duì)其中絕緣子串的放電等行為進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)，并且建立動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)其中極易出現(xiàn)老化的區(qū)段進(jìn)行重點(diǎn)防控，如果出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，應(yīng)該及時(shí)采取相應(yīng)的措施，對(duì)其進(jìn)行間歇保護(hù)，提高線路的整體絕緣水平，保證在雷電天氣能夠使防雷等級(jí)得到提升，極大限度地提升防雷的效果，從而保證整體線路的安全性和可靠性。

3.5 加強(qiáng)電纜線路的防雷水平

電纜線路在配電線路中發(fā)揮了重要的作用，但是環(huán)網(wǎng)柜以及電纜分支箱的防雷問(wèn)題較為突出，需要重點(diǎn)考慮。當(dāng)前，部分供電所會(huì)在整個(gè)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)中安裝避雷器，這也可以起到電纜線路防雷的作用，但是需要大量的資金投入，成本相對(duì)較高，并且運(yùn)行安全性較低。因此，為了加強(qiáng)電纜線路的防雷水平，可以根據(jù)實(shí)際情況安裝保護(hù)環(huán)網(wǎng)單元。保護(hù)環(huán)網(wǎng)的安裝，也要盡可能地遵循成本控制、質(zhì)量保證等基本原則。只有成本控制到位，才能夠?yàn)楦嗟漠惓Ｌ鞖獾貐^(qū)進(jìn)行安裝和布置。良好的質(zhì)量也能夠大幅度提升防雷的效果。通過(guò)降低成本，增強(qiáng)運(yùn)用的安全性?？梢宰尫览椎燃?jí)得到顯著的提升，有助于整體配電線路的防雷水平的提升。

3.6 降低接地電阻

接地電阻過(guò)大會(huì)造成嚴(yán)重的影響，因此，需要通過(guò)非金屬接地等有效措施降低接地電阻。非金屬接地模塊主要是由吸水劑、保水劑、凝固劑以及石墨共同構(gòu)成的，具有較強(qiáng)的吸水性能和保水性能，可以擴(kuò)大接地體的散流面積，有效降低接地電阻。同時(shí)，非金屬接地模塊具有一定的防腐性能，可以延長(zhǎng)使用年限，并且這些材料不僅成本低，還具有環(huán)保的好處，所以可以利用非金屬接地的方式降低接地電阻，提高10 kV配電線路的防雷水平。

3.7 做好配電設(shè)施的防雷工作

在進(jìn)行實(shí)際工作階段，除了配電線路的防雷外，還要針對(duì)配電設(shè)施進(jìn)行一定的防雷設(shè)計(jì)，這對(duì)于保障整體的設(shè)施的防雷效果具有重要的意義。針對(duì)10 kV配電變壓器的防雷措施方面，需要采用柱上開(kāi)關(guān)和電纜分支箱分開(kāi)存放的方式保障整體的防雷等級(jí)。還要將變壓器的保護(hù)外殼、高壓側(cè)的避雷針以及低壓側(cè)的中心點(diǎn)，共同進(jìn)行接地處理。在低壓側(cè)的總?cè)蹟嗥髑岸我惨M(jìn)行避雷針的安裝，從而提高整體設(shè)備的安全性。還要做好對(duì)各個(gè)設(shè)備單元的檢查工作，確保每一處相對(duì)獨(dú)立的設(shè)備單元都有良好的接地連接，從而確保整體設(shè)備的安全性和可靠性。

3.8 加強(qiáng)維護(hù)

10 kV配電線路的運(yùn)行壓力較大，在運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)而影響到配電線的防雷性能，因此需要加強(qiáng)線路的運(yùn)行維護(hù)。首先，需要增強(qiáng)維護(hù)人員的責(zé)任意識(shí)，提高維護(hù)人員的技術(shù)水平。供電所需要定期對(duì)維護(hù)人員進(jìn)行培訓(xùn)和考核，使維護(hù)人員意識(shí)到運(yùn)行維護(hù)工作的重要性，并維護(hù)人員充分了解工作環(huán)境、設(shè)備狀況、線路情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決線路在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，并且還要組織科學(xué)合理的運(yùn)維技術(shù)規(guī)范。例如進(jìn)行科學(xué)排班，讓每一個(gè)區(qū)段都能夠保證有充足的人員進(jìn)行巡視。并且通過(guò)科學(xué)的管理，進(jìn)行區(qū)段責(zé)任劃分。讓運(yùn)維人員有一定的責(zé)任意識(shí)，提升工作的積極性，保證整體的運(yùn)維工作能夠順利進(jìn)行。還要定期對(duì)線路以及設(shè)備進(jìn)行巡查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能的事故災(zāi)害發(fā)生點(diǎn)，如一些樹(shù)木整體生長(zhǎng)過(guò)高，可能引發(fā)雷擊事故的風(fēng)險(xiǎn)等。通過(guò)早發(fā)現(xiàn)早處理，將各種風(fēng)險(xiǎn)降到最低，從而對(duì)線路進(jìn)行保護(hù)，確保整體線路的安全性能得到保障。此外，應(yīng)該加強(qiáng)電力設(shè)施的保護(hù)力度。供電所可以和相關(guān)政府部門(mén)進(jìn)行合作，在電力設(shè)施周?chē)鷱堎N宣傳標(biāo)語(yǔ)，增強(qiáng)人們保護(hù)電力設(shè)施的意識(shí)，同時(shí)也要嚴(yán)厲審查和打擊破壞電力設(shè)施的行為，減小電力設(shè)施損壞的可能性。

4 結(jié)語(yǔ)

提高10 kV配電線路的防雷水平具有重要意義，但是目前10 kV配電線路在防雷方面仍然存在防雷效果差等問(wèn)題，主要是由人為因素、配電線路絕緣水平低等因素造成的。為了解決這些問(wèn)題，應(yīng)該提高配電線路的絕緣水平、合理安裝避雷器、調(diào)整架空導(dǎo)線結(jié)構(gòu)、科學(xué)應(yīng)用間歇保護(hù)方式，通過(guò)這些手段提高10 kV配電線路的防雷水平，保證10 kV配電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)電力行業(yè)的良好發(fā)展。