配电线路的防雷研究和技术改造

配电线路的防雷研究和技术改造

黄耀亮

广东电网有限责任公司清远清城供电局

摘要：雷害事故对于配电网的破坏直接影响居民、单位等的用电。所以，配网的防雷措施具有十分重要的意义。本文从配网雷击问题和停电管理优化两方面试做分析，并提出一系列相关措施，为配网防雷的研究管理提供了一定的科学依据。

关键词：防雷，典型设计，管理创新

1引言

l0kV配电线路是配电网的重要组成部分，分布广、绝缘水平低，连接着变电站和众多用户，在雷雨季节，经常因雷害事故引起配电设备和用户设备的损坏，如绝缘子击穿或爆裂、配电线路断线、避雷器爆裂、配变毁坏、家用电器损坏，造成大面积停电，严重的情况下甚至造成人身伤亡等，给工农业生产带来损失，给人们日常生活带来不便。电网故障分类统计表明，在配电线路运行的总跳闸次数中，由于雷击引起的跳闸次数约占总跳闸次数70％~80％，尤其在多雷、土壤电阻率高、地形复杂、档距大的地区，雷击配电线路引起的故障率更高。

目前防雷矛盾点主要集中在两方面，一是没有典型的防雷设计规范，二是避雷器点多面广，大批量轮换必然造成停电时户数的增加。这两个矛盾点是摆在我们面前继续解决的问题。本论文从技术改造和管理创新方面阐述配电线路防雷改造的全过程，通过防雷改造有效的减少线路的雷击跳闸次数，最大程度降低计划停电时户数，有效控制抢修次数和风险，为基层生产单位员工减负。

2配电线路防雷技术措施

配电线路的防雷，应坚持预防为主、相互配合、综合治理的原则，实现不同区域、不同电压等级、不同重要性线路耐雷水平和防雷措施差异化配置，保障电网安全可靠运行。通过分析雷击线路设备的发生机理，针对目前配电网防雷存在问题，本文提出以下减少雷击灾害的有效措施：提高配电线路的绝缘水平、降低接地电阻，架设避雷针、加装避雷器、加装跌落式间隙保护器、加装过电压保护器等。

2.1加强线路设备的绝缘强度，提高线路的绝缘能力。

通常情况下，由于雷击造成线路短路或跳闸事故往往是因为线路的绝缘水平不够造成的，为了提高线路的绝缘水平，我们可以做好以下三方面工作：

2.1.1更换、安装耐雷水平较高的绝缘子。目前为止，在目前配电线路中，针式绝缘子仍较普遍，但是针式绝缘子耐雷水平不高，易闪络，无法保证线路的绝缘能力。因此，我们应选择50%冲击放电电压较高的支柱式绝缘子、瓷横担、玻璃绝缘子，以提高配电线路的绝缘水平，进而进一步提高配电线路的耐雷水平。对于重污秽地区，需增大绝缘子爬距，需将线路绝缘提高一级，可增加绝缘子片数、更换绝缘子型号等，从而提高绝缘水平。当线路采用不同型号绝缘子组合绝缘时，则要考虑绝缘本身的容量不等对组合绝缘冲击耐受电压的影响。线路绝缘水平的提高，将明显地减小感应雷过电压造成线路闪络概率。

2.1.2更换、安装防弧金具。架空绝缘导线具有良好的绝缘、防腐蚀性能，在10kV配电线路中应用广泛。但是雷击绝缘导线事故频频发生，感应雷击过电压往往会击穿导线的绝缘层，造成绝缘子闪络，引起线路短路燃烧或开关跳闸。为了解决这一问题，可以在绝缘架空线路的绝缘子处剥离部分绝缘层后安装防弧金具，例如日本东京电力公司广泛使用的放电钳位绝缘子，使雷击过电压只在防弧金具与绝缘子铁脚之间闪络，这样就可以避免绝缘导线的绝缘层被击穿而造成线路故障。

2.1.3检查、整改接地装置。对10kV线路的接地装置，要定时定期进行预防性试验，及时补强或重做不合格的接地装置，确保接地电阻阻值小于10Ω，与低压设备共用的接地装置的接地电阻阻值应小于4Ω，这样才能最大限度的降低线路受雷电的影响，保证安全稳定运行。

2.2安装线路型氧化锌避雷器。线路氧化锌避雷器是一种新的线路防雷技术，实践已经证明其可以有效预防和减少雷击灾害，得到了大众的信赖与认可。在线路上安装线路避雷器，可以将避雷器的伏-秒特性与绝缘子串的伏-秒特性相匹配，当线路遭受雷击时，线路避雷器优先可靠地动作，以保护绝缘子串不发生闪络。线路型氧化锌避雷器，体积小、重量轻，安装、维护相对容易，应在地形复杂多变、平原空旷地区、高山地区等多雷区，安装在配电线路易击段、易击杆塔、易击相。

2.3安装避雷针。

配电线路安装避雷针，当雷云放电接近地面时它使地面电场发生畸变。在避雷针的顶端，形成局部电场集中的空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地，从而免遭雷击。避雷针只用于防直击雷，不能防感应雷。因此多在平原空旷、高山地区等起伏不大的多雷区使用。在一般雷区的配电线路，每基转角杆塔装设；在雷电活跃地区的配电线路，每隔一基杆塔装设；在强雷区的配电线路每基杆塔装设，安装避雷针杆塔的接地电阻不大于10Ω。但是对于已装设电气设备的杆塔，不能再装设避雷针，以免强电流击毁电气设备。

2.4安装线路型跌落式间隙保护器。

跌落式间隙保护器是通过引弧棒与限流元件以及空气串联间隙的协同作用，快速切断工频续流，有效限制雷电过电压，避免导线发生雷击断线和减少雷击跳闸次数，不需断路器跳闸灭弧，不会造成供电中断，不影响供电质量。由于跌落式间隙保护器对于架空线路防雷的有效保护半径100米，可靠保护半径30米，因此对于雷害频发区域，绝缘导线应每一至二基（档距50米）、裸导线每二至三基杆塔安装一组。限流元件接地引下线应使用≥16mm²的铜芯线或≥25mm2的铝芯线，接地电阻必须控制在30Ω以下，对于接地电阻较大的地区，需构造专用接地网。

2.5安装过电压保护器。

架空线路过电压保护器是由非线性电阻限流元件（氧化锌阀片）串联放电间隙组成，安装在线路绝缘子上。当雷电过电压引发对地闪络形成金属性电弧放电时，通过与绝缘子串联间隙的引流环、氧化锌非线性电阻限流元件的合理配合，释放雷电过电压能量，有效限制雷电过电压。

2.6合理投运线路自动重合闸，减少雷击故障。

2.6.1由于纯电缆线路一旦发生故障则将发展成为永久性故障，因此，在纯电缆线路中不适合投运自动重合闸。

2.6.2在纯架空线路条件下，故障多为瞬时性故障，自动重合闸能有效处理该线路形式中出现的故障，因此，在纯架空线路条件下采用投运自动重合闸来提高线路的供电可靠率。

2.6.3实际应用中，架空线路与电缆混合的线路比较多。对于混合线路，是否投运自动重合闸则应按照各种线路形式所占比例来决定：在架空裸线与电缆混合线路中，当电缆长度占到线路长度的40%以上时，应谨慎投运自动重合闸，超过50%时，则不投运自动重合闸；在架空绝缘导线与电缆混合线路中，当电缆线路长度占到整条线路长度的30%以上时，应慎投自动重合闸，而超过40%时，则不投运自动重合闸。

3优化停电管理及安装费用，确保防雷设施安装到位，发挥效果

3.1针对停电影响大的问题，通过提前介入，在停电审批过程中把关，杜绝单独停电，确保“三个必装”：（1）在停电计划审批中加入是否编制防雷改造设备安装计划的审查，确保每一宗停电施工都必须同时在停电范围内安装防雷改造设备，将审批流程固化，确保“逢停必装”，杜绝因单独安装防雷改造设备而重复停电。（2）将防雷改造设备的安装计划及费用列入每一宗配网工程可研、设计和预算中，在配网工程立项前进行审核把关，确保“逢新建配网工程必装”。（3）将防雷改造设备列入用户业扩工程的图纸设计审查内容，在用户业扩工程全面推广应用，确保“逢用户业扩工程必装”，在用户业扩工程施工同时进行安装。通过合理安排停电，有效降低计划停电时户数，极大提高供电服务水平。

3.2针对造价昂贵的问题：（1）原来每隔1-2基杆塔需要安装一组防雷改造设备。现经研究，可统筹全线统一安装，并按照半径约300米至少一组的距离进行布点即可，可节省大量资金。（2）原来每安装一组防雷改造设备需要单独新制作一个地网。经主动联系厂家研究分析，可利用铁塔和设备构架原有地网，只需将地网引上线分别制作即可，每一个安装点即可节省资金超过3500元。通过合理安排使效费比达到最大。

4结论

雷害事故的防范工作，是保障配网设备安全运行的薄弱环节。当前，配网设备防雷措施的研究具有必要性和迫切性。首先，我们应明确一个地区存在的问题，并且具体问题具体分析，因地制宜的制定该地区配网设备的防雷措施。配网的防雷，不仅要着重防护配电变压器被雷电破坏，而且要注意线路的一系列避雷措施。包括，架空裸导线、电缆、绝缘导线等的保护。所以，我们应针对配网设备的各个环节，从配电变压器到各条线路，为其安装防雷设备，争取做好每一步的万无一失，切实去把握其对雷电的防御。采用适当的工具方法、合适设备，按照雷电的种类、雷击的程度制定防雷方案，保障配网设备的正常运行，减少事故的发生。

随着科技的不断发展与进步，企业、工厂的对生产要求越来越高，居民的需求也持续增加，这就更要求配电网的正常运行，才能保障企业、工厂的正常运转，居民的生活有序进行。所以配网防雷措施更加成为一个不可忽视的问题，不仅是对雷害地区防雷方案的制定，防雷设备的选取，还是有关一系列防雷措施不断升级完善，这都是对相关领域的挑战。只有在技术上不断突破，成本不断降低，质量不断提升才能有效保障配网的防雷顺利进行。这对于配网运行管理的高效性、供电的可靠性提高具有十分深刻的意义。

参考文献：

[1]穆星亮.电力系统配网设备防雷保护研究[J].中国新技术新产品.2011(02).

[2]韦翊豪.针对配网线路防雷策略的分析[J].山东工业技术.2015（024）.