應(yīng)用線路避雷器提高10kV配電線路防雷性能的研究

張海東

摘要：社會(huì)經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展推動(dòng)下，現(xiàn)階段我國電力事業(yè)發(fā)展較快，各類變電站配電線路建設(shè)范圍不斷擴(kuò)大，為生產(chǎn)生活用電提供了較大便利。在物質(zhì)生活的提升對電力電能需求量在不斷擴(kuò)大。目前通過架設(shè)10kV配電網(wǎng)能夠有效滿足現(xiàn)階段社會(huì)發(fā)展對電能要求，但是當(dāng)前10kV配電線路在實(shí)際運(yùn)行過程中會(huì)受到自然要素影響，比如外力破壞，自然災(zāi)害，雷擊等損壞，而且10kV配電線路自身絕緣性較差，導(dǎo)致諸多安全事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：線路避雷器;10kV配電線路;防雷性能

一、10kV配電線路防雷性能基本分析

10kV配電線路基本防雷性能對其穩(wěn)定硬性以及供電輸出質(zhì)量具有較大影響，所以當(dāng)前對其防雷性能進(jìn)行探析具有現(xiàn)實(shí)意義，目前可以通過線路雷擊跳閘率以及線路抵御雷擊性能對10kV線路防雷性能進(jìn)行綜合評價(jià)。線路雷擊跳閘率就是在線路一段時(shí)間運(yùn)行中以及相應(yīng)范圍之內(nèi)雷擊條件中導(dǎo)致線路跳閘問題產(chǎn)生的總次數(shù)。線路耐雷水平就是線路受到雷擊影響，絕緣子不會(huì)產(chǎn)生閃絡(luò)問題，線路耐雷能力更高，跳閘幾率就會(huì)更低。反之，線路耐雷水平較低，雷擊跳閘發(fā)生幾率就更高。從實(shí)踐中可以看出，目前10kV配電線路中應(yīng)用避雷線不能獲取良好的防雷成效。所以當(dāng)前大多數(shù)10kV配電線路上未安裝避雷線，等到電塔頂受到雷擊之后，由于尚未配設(shè)避雷線，會(huì)導(dǎo)致一相導(dǎo)線產(chǎn)生放電問題。此類問題不會(huì)直接致使線路中斷，產(chǎn)生跳閘問題。但是當(dāng)?shù)诙鄬?dǎo)線放電現(xiàn)象產(chǎn)生之后，就會(huì)導(dǎo)致線路出現(xiàn)跳閘問題。所以現(xiàn)階段為了能夠全面增強(qiáng)線路整體防雷質(zhì)量，需要對線路基本運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。在目前10kV配電線路運(yùn)行過程中，還存在雷電過電壓問題。分別是導(dǎo)線直擊雷過電壓以及桿塔直擊雷反擊過電壓問題，最后是在直擊雷作用下產(chǎn)生感應(yīng)雷過電壓問題。

二、10kV配電線路避雷器的有效應(yīng)用探析

對配電線路防雷性能進(jìn)行探究的重要指標(biāo)就是雷擊跳閘率以及線路實(shí)際耐雷能力，線路基本耐雷能力就是線路在實(shí)際運(yùn)行過程中受到雷擊之后絕緣子串不會(huì)產(chǎn)生閃絡(luò)問題的最大雷電流幅值。線路雷擊跳閘率就是在每公里范圍內(nèi)配電線路承受雷擊之后所導(dǎo)致的跳閘基本頻率。概況性來說，配電線路自身耐雷能力更高，雷擊跳閘率發(fā)生概率就較低，線路自身防雷性能更好。從目前我國部分區(qū)域?qū)嶋H架設(shè)10kV線路的地形復(fù)雜性較高，并且雷電事故發(fā)生率較高。主要原因是因?yàn)橥寥雷陨砭哂休^大的電阻率，致使桿塔自接地電阻降低以及耐雷水平提升的難度較大，加上為了使其抗雷性能有效提升，還需要對相關(guān)桿塔結(jié)構(gòu)以及線路老化嚴(yán)重區(qū)域進(jìn)行改造。需要結(jié)合區(qū)域防雷現(xiàn)狀采取相應(yīng)的避雷措施，比如安裝線路避雷針，降低防雷接地系統(tǒng)接地電阻等措施，這樣才能更好地提升配電線路基本的防雷能力。

在正常情況下，主線易受到雷擊的桿塔都會(huì)選取Zπ-15的桿型，此外塔桿基本參數(shù)和絕緣子型號(hào)之間還保持一致性。通過研究可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前塔桿線路雷電幅值較低時(shí)，相關(guān)絕緣子不會(huì)產(chǎn)生閃絡(luò)問題，并且絕緣子兩端位置電壓波處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)雷擊電流值開始逐步增大時(shí)，單相絕緣子實(shí)際承受的電壓值開始逐步擴(kuò)大，等到其達(dá)到?jīng)_擊臨界放電電壓值時(shí)，A相絕緣子會(huì)產(chǎn)生閃絡(luò)，此時(shí)線路未出現(xiàn)跳閘問題。當(dāng)雷電實(shí)際電流逐步擴(kuò)大到某項(xiàng)臨界點(diǎn)之后，桿塔電位會(huì)不斷上升，各項(xiàng)絕緣子也會(huì)產(chǎn)生閃絡(luò)問題。在10kV線路中配設(shè)線路避雷器能夠使得雷電得到有效攔截，從而限制絕緣子產(chǎn)生閃絡(luò)問題，對電路穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)行有效保護(hù)，使得線路耐雷能力全面提升。從長期實(shí)踐結(jié)果中可以看出，在容易受到雷擊的桿塔上安裝線路避雷器能夠有效提升線路基本防雷能力。

在正常情況下，技術(shù)人員在ATP仿真模型基礎(chǔ)上對10kV配電線路過電壓數(shù)值進(jìn)行有效計(jì)算，再通過相交法對線路絕緣子閃絡(luò)問題進(jìn)行判斷。當(dāng)絕緣子串放電曲線和線路基本感應(yīng)電位以及塔頂感應(yīng)電位曲線處于基本相交狀態(tài)時(shí)，技術(shù)人員能夠?qū)﹂W絡(luò)問題進(jìn)行判定。目前在仿真模型中各項(xiàng)參數(shù)頻率設(shè)定過程中，可以將其基本參數(shù)頻率設(shè)定為450kHZ，將桿塔波阻抗設(shè)為250Ω。比如當(dāng)桿塔雷電流幅值設(shè)定為4kA時(shí)，各個(gè)塔桿尚未出現(xiàn)絕緣子閃絡(luò)問題，此時(shí)可以根據(jù)相關(guān)公式對10kV配電線路基本耐雷能力進(jìn)行計(jì)算，此時(shí)技術(shù)人員能夠?qū)⒗纂娏鬟M(jìn)行擴(kuò)大，取值為12kA，由于10kV配電線路基本耐雷能力無法適應(yīng)雷電流大小，會(huì)導(dǎo)致一相導(dǎo)線產(chǎn)生閃絡(luò)現(xiàn)象，但是有的線路尚未出現(xiàn)跳閘問題，此階段一相導(dǎo)線處于階段狀態(tài)。在耦合作用下，二相導(dǎo)向等會(huì)感應(yīng)到電壓的存在，由于塔頂電位極性和導(dǎo)線極性具有相似性，電壓差開始逐步降低，從而不會(huì)產(chǎn)生絕緣子閃絡(luò)問題。

三、10kV配電線路防雷技術(shù)措施

（一）優(yōu)化線路絕緣水平以降低閃絡(luò)發(fā)生幾率

在雷云活動(dòng)與放電形式影響之下，直擊雷過電壓幅值相對較高，而感應(yīng)雷過電壓幅值偏低，感應(yīng)雷過電壓幅值變化區(qū)間相對較大。為此，感應(yīng)雷過壓在雷云活動(dòng)狀態(tài)下，與配電線路距離較近，云對地放電的幅值就會(huì)很大，導(dǎo)致感應(yīng)雷過電壓引發(fā)配電線路絕緣擊穿的情況。而架空線路是感應(yīng)雷過電壓最常見的對象，此類型線路在配電網(wǎng)中的絕緣性提升有限。而且配電網(wǎng)絕緣性能不理想，所以干引雷過電壓所引發(fā)的閃絡(luò)問題經(jīng)常發(fā)生。在這種情況下，應(yīng)將裸導(dǎo)線更換成絕緣性能較強(qiáng)的絕緣導(dǎo)線，適當(dāng)?shù)卦黾咏^緣子的片數(shù)，對絕緣子型號(hào)進(jìn)行改變，并在導(dǎo)線與絕緣子間加設(shè)絕緣皮，使得線路絕緣性能優(yōu)化，減少了閃絡(luò)事故的發(fā)生。

（二）自動(dòng)重合閘裝置的應(yīng)用

為有效地規(guī)避雷擊因素所因其的配電線路破壞問題，可以將自動(dòng)重合閘裝置設(shè)置在配電線路當(dāng)中，使得配電線路供電的可靠性提升，優(yōu)化排除瞬時(shí)性故障的能力。但是，在實(shí)際電力生產(chǎn)中對自動(dòng)重合閘裝置的應(yīng)用一般常見于架空線路，因此類線路特殊性較強(qiáng)，瞬時(shí)性故障經(jīng)常發(fā)生，而其能夠自動(dòng)合閘，在解除故障以后，即可確保線路正常運(yùn)行。

四、結(jié)語

總而言之，當(dāng)前10kV配電線路在實(shí)際運(yùn)行過程中，容易受到雷擊問題影響，所以當(dāng)前通過應(yīng)用線路避雷器對提升基本線路基本防雷性能具有重要作用，能夠確保10kV配電線路可靠運(yùn)行，供電穩(wěn)定性，滿足區(qū)域供電可靠性需求。

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