空旷地区架空配电线路防雷措施分析

空旷地区架空配电线路防雷措施分析

张鹤群

张鹤群

（国网冀北电力有限公司迁西县供电分公司）

摘要：架空配电线路雷击是影响架空配电绝缘效率的重要因素，易导致整个线路的可靠性受到威胁。本文以架空配电线路为基础，分析架空配电线路雷击问题，提出架空配电线路雷击防治措施。

关键词：架空配电线路雷击防治

实践表明，配电网雷击事故占整个电力系统雷击事故的60%至70%，是影响供电安全的关键因素。架空配电线路杆塔不高，利用建筑物和树木达到屏蔽效果，雷直击线路的概率相对较低。但，中压和低压配电网架空线路基本无避雷线，且由于绝缘水平低，易遭受直击而导致跳闸等，诱发雷击事故。与此同时，若架空配电线路绝缘水平偏低，则易受幅值为400KV至500KV的感应雷过电压威胁。由此可见，探究架空配电线路雷击防治措施势在必行。

一、架空配电线路雷击问题分析

（一）架空绝缘导线雷击断线

架空绝缘导线在配电线路中得到广泛应用，导致因雷击造成的绝缘导线断线事故常常发生。其中，架空绝缘导线雷击断线的根本原因在于基于极短时间内，热过程与力过程的综合作用。若发生雷电过压闪络时，以雷电击穿为依据，导致短路通道形成，以电网工频电压作用为媒介，经过工频续流，致使电弧能量大大增加，迫使高温弧根牢牢固定于绝缘层的击穿点上，并开始灼烧，使得局部出现过热现象，绝缘导线出现断线的现象。与此同时，基于电弧通道作用下，电位差产生对应的电磁推力，加之导线自身重力，使得绝缘导线出现断裂。

（二）架空配电线路雷击跳闸率高

一方面，雷击跳闸率高的原因之一在于架空配电线路绝缘水平偏低。感应过电压是影响配电网雷电过电压的主要因素，分散性是其基本特点，因此，为降低配电线路雷击闪络率，可采用提高架空配电线路绝缘水平的方式。其中，配电线路的绝缘子是架空配电线路绝缘水平高低的决定因素。与此同时，绝缘子冲击放电电压水平与绝缘子50%闪络存在密切联系。由此可见，在提高线路绝缘水平基础上，迫使绝缘子闪络得以减少，进而达到降低雷击跳闸率的目的。

另一方面，雷击跳闸率高的原因之二在于架空配电线路运行维护不足。针对运行状态下的绝缘子，配电线路未采取有效的监测措施，加之线路具有投运时间长的特点，致使线路常常出现老化等问题，导致低值或零值绝缘子大量出现于线路中。与此同时，由于大气中存在各种污秽，例如，烟尘、扬灰等，致使绝缘子出现积污现象，迫使绝缘水平不断下降，进而影响配电线路绝缘水平，增加架空配电线路雷击跳闸率。

（三）配电线路缺乏正确的防雷措施

若避雷针上方存在雷云，致使空间电场出现畸变，从而增加引雷作用，针对低于35KV电压等级的线路不太适用。低于35KV电压等级的线路整体存在绝缘水平偏低的问题，一旦避雷针遭受雷击，致使雷电流入地，形成较高的塔顶电位，从而对设备造成损害。由此可见，将避雷针应用至低于35KV电压等级的线路中，不但难以达到防雷目标，甚至增加引雷作用，威胁配电线路安全性。

（四）同塔多回对配电线路防雷效果的影响

目前，诸多电力系统为节省线路走廊，广泛应用同塔多回路技术，部分杆塔回路多达4回、6回。该种架设方式，具有节省线路走廊的优势，可缩减线路成本，与此同时，在多塔回路基础上，导致线路与线路之间的电气距离大大缩小，若任何一回路线遭到雷害，线路绝缘子实现对地穿击，待完成穿击后，大大增加工频续流，若接地电弧处于持续状态下，将导致空气出现热游离与光游离现象，进而威胁其他回路，迫使同杆架设的多个回路均发生接地事故，甚至造成多回线路出现跳闸等问题，威胁配电线路的供电安全性与可靠性。

二、架空配电线路雷击防治措施

（一）提升配电线路绝缘水平，有效控制雷击闪络率

第一，提升线路局部绝缘水平，减少线路成本，利用加强架空绝缘导线局部绝缘的方式，换言之，即在绝缘导线固定处实现绝缘层的加固，只能通过加强绝缘层边沿实现放电过程，或者在击穿导线绝缘皮基础上，实现对导线的击穿。采用该方式，有利于促使线路冲击放电电压得到提升，减少架空绝缘导线雷击断线事故发生概率。

第二，以架空配电线路实际情况为依据，对50%冲击放电电压值偏高的绝缘子进行适当调整，增加配电线路的绝缘水平，进而实现配电线路耐雷效果。

第三，科学采用高耐雷合成绝缘子。将金属膜贴至合成绝缘子串的部分下伞裙处，达到增加合成绝缘子纵向电容的目的，迫使电位分布情况得到改善。基于实践基础上，该技术可提高合成绝缘子雷电冲击放电电压约20%。因此，可基于该技术作用下，进行新型绝缘子的设计与研发，同时可适当改造已有合成绝缘子。

第四，有效控制杆塔接地电阻。以水平外延接地体、填充降阻剂以及深埋式接地极等方式为基础，迫使杆塔接地电阻的得以降低，致使配电线路绝缘水平得到提升。

（二）将避雷器安装至特定地点

避雷器是保护架空配电线路免受雷击的有效措施，一般情况下，配电线路分支处、T接点处以及配电线路雷害多发段杆塔等特定地点，可适当安置避雷器，对其进行保护，减少雷害事故的发生，避免因雷害过电压导致的线路故障问题。针对避雷器选择，无间隙金属氧化锌避雷器是不错的选择，其具有防爆脱离功能以及免维护功能。在避雷器安装过程中，需坚持保护线路的基本原则，充分考虑避雷器的接地问题，保证避雷器的接地电阻处于规定范围内，严格控制接地引下线。一般而言，接地引下线缺乏统一规格的材料，致使接地引下线易遭到腐蚀等问题，严重时会出现断裂。若接地存在不良情况，包括避雷器在内的相关避雷设备均无法正常运行。

（三）拆除不适宜的防雷保护设备

针对消雷器与避雷针，并非所有线路均适用，若将消雷器和避雷针安装至低于35KV电压等级线路上，不仅达不到防雷效果，甚至会增加引雷作用，增加雷击事故发生概率，尤其是发电厂与变电场的进线段。因此，低于35KV电压等级线路中不得设置消雷器与避雷针。若低于35KV电压等级线路中已经设置消雷器或避雷针，应在专业人员指导下，通过技术人员进行拆除工作。与此同时，避雷线不宜架设于低于20KV电压等级线路上。

（四）加强架空配电线路维护

一方面，加强绝缘子的运行维护。定期进行配电网中零值与低值绝缘子清除，且做好配电线路维护检修工作。在加强绝缘子运行维护的前提下，促使配电线路雷闪络概率得以下降，进而减少雷击跳闸发生概率。另一方面，加强氧化锌避雷器的运行维护。完善投运前的交接验收试验流程，加大氧化锌避雷器运行过程中的监测力度，及时开展运行总结活动。基于预防性试验作用下，判定避雷器的性能与功能，避免误动作与爆炸等事故在避雷器运行过程中发生。

小结

总而言之，近几年，架空配电线路雷击事故频频发生，严重影响供电系统的安全性与可靠性。因此，为降低雷击对架空配电路线路的影响，提高供电系统的安全性与可靠性，相关部门应在借鉴、吸收国内外先进技术与经验的基础上，结合架空配电线路的实际情况，制定切实可行的防雷方案，采取有效措施，为电网配电与输电系统的正常运行提供保障，达到增加社会效益与经济效益的目的。

参考文献

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