针对配网线路防雷策略的探讨和分析王晓军

针对配网线路防雷策略的探讨和分析王晓军

王晓军

(国网山东省电力公司临邑县供电公司山东省德州市251500)

摘要：随着我国经济水平的不断提升，生产生活用电需求越来越大，因此电力行业的发展越来越迅速，电力工程项目越来越多。配网线路在电力稳定运行中具有举足轻重的作用，配电线路的建设环境比较复杂，而且配网结构本身的复杂程度也比较高，对配网线路进行运行和维护的难度就比较大，配网线路的故障率与很多原因有关，其中雷击事故是一个主要原因，雷击跳闸事故不仅会影响整个电网的正常供电，还会增加电路的检修难度，在配网线路建设过程中应该要积极加强对雷电灾害的预防。

关键词：配网线路；防雷策略；探讨

1雷电对配网线路的危害

雷电是一种比较常见的自然现象，对人们的生产生活有较大的影响，配网线路一般都是暴露在野外的，线路安全是电网安全运行的基础和前提，配网线路受到雷电灾害的影响比较严重，因为配网线路的建设环境比较复杂，一般都建设在野外，山顶、风口、河谷、峡谷等地，是遭受雷击概率较高的区域，在配网线路架设过程中，有的区域不能避开，则会导致配网线路受到雷电灾害。雷电对配网结构的危害主要有几种:第一，直击雷的危害。直击雷指的是对配网线路造成直接电击现象的雷电灾害，例如雷电直接击中杆塔、避雷线或导线所引起的过电压都被称作直击雷过电压。直击雷会导致配网线路出现闪络、跳闸等现象，从而导致供电中断。第二，感应雷危害。感应雷危害是配网线路遭遇较多的雷电灾害类型，当雷云经过配网线路附近时，雷电放电过程中，会形成电磁感应，这些电磁感应会传到地下，这种雷击过电压十分常见，但是对配网线路造成的危害不是很严重，一般对35kV以下的电路的危害比较显著。第三，雷电冲击波的危害。雷电冲击波是雷电灾害发生时出现的一种压强很高的冲击波，对配网线路产生的危害是瞬时性的，而且危害比较严重。由于电压较高，很多配网线路不能承受，因此导致线路被破坏，严重时会导致整个电网瘫痪。

2架空绝缘导线雷击断线防护措施技术比较

2.1防弧金具

优点：①加装防弧金具，施工方便快捷，地形条件允许时可进行带电作业；②加装防弧金具改造费用相对较低，可应用于老旧线路改造。缺点：①安装工艺：防弧金具的结构决定了其安装工艺要求很高，部分防弧金具无力矩螺丝，完全依赖安装人员的手感，无法精准安装；部分防弧金具尽管具备力矩螺丝以控制握着力和穿刺度，但是故障断线后拆解该种金具，发现大多力矩螺丝螺帽均未拧断，安装工艺不到位。穿刺线夹型防弧金具难以做到不伤及导线的前提下实现完全穿刺。此外，安装的放电间隙距离不易控制，会影响防雷效果。②电气原因：穿刺线夹型防弧金具在系统发生单相接地故障时，工频电弧在防弧金具上燃烧，能有效保护导线免于烧伤；当发生两相短路、两相接地短路等故障时，尽管接续的工频电弧在防弧金具上燃烧，但短路电流值大，易导致绝缘导线熔断。③不能降低雷击跳闸率。某地区3年内近百起绝缘导线雷击断线故障中，接近40%均安装有防弧金具。防弧金具未能完全起到抑制雷击断线的作用。

2.2屏蔽线

优点：架空屏蔽线施工相对较为简单，经济性较好，不破坏导线的密封性与绝缘性能，有较好的防雷效果，能有效降低线路雷电感应过电压，减少雷击跳闸率和断线率。缺点：若雷电流幅值较大，距离架空绝缘导线较近时，屏蔽线的防雷效果有限；针对老旧线路雷击断线防护改造工程，在杆塔上方加装屏蔽线施工难度较大，需要全线停电，对供电可靠性造成影响，同时会增加杆塔高度，容易引来更过的雷；若屏蔽线安装于杆塔的下方，施工较为方便，但防雷效果相对较差；容易对线路形成反击。

2.3氧化锌避雷器

优点：①加装氧化锌避雷器，施工方便快捷，地形条件允许可进行带电作业；②防雷效果好，能有效降低雷击跳闸率。缺点：①氧化锌避雷器保护范围较小(50m左右)，理论上应每级杆塔上均要安装避雷器，才能起到全线保护，安装密度高，投资成本增大；②避雷器电阻片长期承担系统运行电压，存在老化损坏的问题，因此需要定期进行维护检测；③当避雷器发生损坏时，会造成线路短路故障；④当线路遭受直击雷时，雷电流大多超过20kA，对避雷器的通流能力要求高。

2.4过电压保护器

优点：①安装方便，不需更换绝缘子，也不需更改原有线路设计；②不需破开导线绝缘层，无需解决导线密封防水问题，不会影响导线机械拉伸性能和使用寿命；③串联间隙承担了绝大部分工作电压，氧化锌阀片不承受工频电压，避雷器本体电阻片不存在长期荷载老化问题，全寿命期间可免维护，使用寿命长。缺点：①线路过电压保护器要求间隙圆环与绝缘子为同心圆状态，往往很难达到，对安装工艺要求较高；②过电压保护器自身的稳定性较差，长期运行过程中，受自然环境影响，间隙圆环易发生偏斜、对防雷效果产生影响；③过电压保护器保护范围有限，故需要加大安装的密度。

2.5防雷支柱绝缘子

优点：安装方便，基本不需要维护；支柱绝缘子和防弧金具合二为一，不受环网供电负荷侧(背离电源侧)影响，使线路简洁美观并降低了造价；新型复合型材料，绝缘性能好，抗污秽强。缺点：防雷支柱绝缘子其原理结构与防弧金具一致，同样具有防弧金具所具有的缺点；因为这种防雷方式，必须使雷击闪络通道放电值小于绝缘子本身的绝缘水平，即降低了线路的整体绝缘水平，在相同感应电压作用下，线路的雷击短线故障率降低，但雷击跳闸率增加。

2.6带外串联间隙金属氧化物避雷器(限流消弧角)

优点：避雷器本体高压电极表面呈弧形，两端沿导线垂直方向延长，可以保证在自然力使导线摆动的情况下，闪络路径依然发生在裸导线与避雷器本体的高压电极之间，增强避雷器的防雷效果；雷电放电时，即使避雷器本体损坏，依然可以有效保护导线免予烧伤断线；降低了线路跳闸率。缺点：带外串联间隙金属氧化物避雷器使用量较少，使用时间较短，还没有成熟的运行经验，仍需要进一步观察应用效果；保护范围有限，故需要加大安装的密度；价格较高。

2.7复合柱式氧化锌防雷绝缘子

优点：正常运行时，防雷绝缘子内部电阻片不承受系统电压，提高了可靠性，减少了维护成本；与普通放电间隙相比，将空气间隙内置到防雷绝缘子内部通过间隙组放电，保证了放电电压的稳定性；安装方便，针对绝缘导线不需要剥皮或采用穿刺线夹，不会损坏导线绝缘层。缺点：使用量较少，使用时间较短，还没有成熟的运行经验，仍需要进一步观察应用效果。

3结论

相对裸导线而言，配电网采用绝缘导线避免了大量线路短路故障的发生，雷击断线是绝缘导线特有的、新的问题，应引起足够重视并采取相应措施。通过对某地区架空绝缘导线雷击断线故障的统计与分析，并综合考虑现有雷击断线防护措施的技术性与经济性，形成以下结论和建议：1)架空绝缘导线绝缘性能好、防腐蚀性能强、运行过程中受树木等外在因素的影响小，其使用大大减少了配电线路的维修工作量，并显著提高了供电可靠性。2)雷击断线是架空绝缘导线的特有问题，安装雷击断线防护措施尽管前期投入较多，但总体降低了线路故障率、提高了供电可靠性、减少了抢修成本，经济效益与社会效益突出。3)架空绝缘导线雷击断线防护措施多样，各种措施各具优缺点。针对疏导式方法，如防弧金具、防雷支柱绝缘子等，实施简单、成本相对较低，但不能降低线路的雷击跳闸次数，且安装工艺要求较高。

参考文献：

[1]方健辉.10千伏线路防雷与接地的措施研究[J].科技风,2017(26):159.

[2]裴宇豪.关于10kV配网线路防雷技术措施探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2017(06):21-22.