空旷地区架空配电线路防雷措施分析

陈杰

摘 要：在供电系统中，架空配电线路是重要的组成部分，主要任务是进行电能的分配，其线路运行的安全与稳定直接影响到供电系统的运行；近几年来，随着天气气候的变化，架空配电线路遭受到雷击故障的问题时会发生，特别是在空旷地区的发生率较高，对于人们的正常用电产生了不利的影响。文章首先对空旷地区架空配电线路雷击故障的特性进行了简要分析，并重点提出了解决措施配置方案。

关键词：空旷地区；架空配电线路；防雷措施

随着我国电网建设的不断发展，架空配电线路已经成为电力系统中重要的构成部分，其对电能的分配质量直接影响到人们的正常用电。对于架空配电线路建设中其自身的绝缘水平有限，当发生雷电和暴雨天气的时候，极易受到雷击，特别是在空旷地区，如何提高其线路的防雷能力已经成为供电企业亟待解决的实际问题。为此，文章以某空旷地区的10kV架空配电线路为例，对其防雷措施的配置方案进行了重点探讨，为相关工作开展提供经验借鉴。

1 空旷地区架空配电线路雷击故障特性分析

经过分析研究，发现该10kV架空配电线路中出现雷击故障较为活跃区域，地形较为平坦空旷，周边200m范围之内没有房屋建筑等，并主要呈现出以下几个方面的特征：一是存在明显的雷击点。在这一空旷地区，由于其周边没有任何房屋建筑，使得该10kV架空配电线路失去了一定的阻挡和保护条件，使其极易受到雷击，并且其雷击点主要存在于山背豁口以及水田与山脚的交叉位置中。二是具有时间上的规律性。受到季节性气候条件的影响，在每年的6～10月，该架空配电线路的雷击跳闸故障会随着雷雨天气的增加而增加，其中7/8/9月为雷击跳闸现象出现的高峰期，给线路抢修工作带来了难度。三是地闪活动较为频繁。地闪密度是体现一个地区之内雷电活动强烈程度的重要参数，该空旷地区内的10kV架空配电线路的雷击故障位置与该地地闪分布具有较大的相关性，特别是在5～10月期间，雷电地闪活动十分频繁。

2 空旷地区架空配电线路防雷措施配置方案

为了有效地解决该空旷地区10kV架空配电线路雷击故障的问题，在对不同防雷措施的防雷效果进行综合评估之后，制定出了较为合理的防雷措施配置方案，以降低雷击跳闸率，主要以下几个方面：

2.1 10kV架空配电线路感应雷跳闸频率计算

通过对10kV架空配电线路发生雷击使附近大地产生感应雷过电压的分析，如图1所示，当A、B两相所产生的实际感应过电压大于绝缘子串冲击电压的耐受值U50%时，A、B两相将会同时导致相间短路，进而引发线路跳闸；当A、B、C三相的感应过电压都大于U50%时，就会同时发生对地闪络，使得断路器跳闸。当该10kV架空配电线路发生感应雷过电压的最短距离为65s的时候，其累计跳闸频率计算公式为NSFFOR=■（S■（I）-65）？籽（I）dI，其中？籽（I）为雷击流幅值概率密度函数，其规定值为-I/88；结合该线路杆塔的上中下三相导线的挂点高度分别为13m、12m以及11m，通过计算得出NSFFOR=11.11。

2.2 绝缘配置

该空旷地区10kV架空配电线路发生雷击跳闸事故最根本的原因就是其绝缘水平较低，因此必须要提高其线路的耐雷水平，一般情况下，绝缘配置主要包括了以下三种方面：（1）使用绝缘塔头或横担；（2）更换冲击电压耐受性能较高的绝缘子；（3）采用不平衡绝缘配置的方式。雷电冲击耐受电压值U50%最高的瓷横担绝缘子的防雷效果最为明显，由于该架空配电线路为多塔双回输电网路，结合线路的实际情况，决定采用瓷横担绝缘子S-185来代替原有的针式绝缘子，并适当的增加了绝缘子的绝缘长度；同时采用不平衡绝缘的方式，有效的提高了线路的耐雷水平。

3 避雷器

安装线路避雷器是降低空旷地区10kV配电线路雷击跳闸故障次数的最有效的措施之一，按照其实际用途，可以将其划分为电站避雷器、配电用避雷器以及线路避雷器三种。通过对避雷器的动作特性进行研究发现，安装相导线上所产生的感应过电流会使避雷器进行动作，冲击电流会入地，这一相导线与其他相的导线之间存在耦合，而耦合中的电压与其他相导线的感应过电压会出现相互叠加，使得绝缘子两端的电压变低，从而提高了线路的耐雷水平。在该架空配电线路的上中下三相中分别安装每组两个的避雷器，同时在中相导线上安装每组两个的避雷器，其线路的实际防雷能力能够提升50%以上；另外，在条件允许的情况下，还可以加装可调间隙防雷装置。

4 其他防雷措施

4.1 降低接地地阻

由于架空配线线路的雷击跳闸故障的主要原因是感应雷，降低接地电阻对防雷的实际效果不会十分明显。但是通过采取降低接地地阻的措施，能够有效地降低输电线路的反击跳闸故障的发生率，并且能够使设备避免受到雷电冲击波而发生损坏。另外，降低接地地阻，还能够有效的影响地雷击大地时线路杆塔的实际电位，对配电线路起到了间接保护作用。

4.2 保护间隙

在线路绝缘子串附近并联上一对金属球电极，其间隙的设置要按照绝缘子50%雷电冲击试验值来确定，使得这对金属球间隙放电的电压要小于绝缘子串放电的电压。当发生雷击导线的现象时，在导线与地之间出现较高的雷电过电压，通过间隙实现放电，在受到电弧电动力和风的作用之下，工频持续电流会燃烧熄灭，避免了绝缘子串发生损坏；若线路为绝缘导线时，还可以避免发生雷击断线的问题。

4.3 架设避雷线

架设避雷线能够提高架空配电线路的耐雷水平，已经在我国较为广泛的应用。在避雷线和导线之间存在耦合。当发生雷击大地时，导线绝缘子两端的电压就会降低，但是，由于避雷线的架设使得引雷作用加强，导致更多的雷会打到配电线路上面。为了避免发生更多的雷击灾害，在合理架设避雷线的同时，还要提高配电线路的耐雷水平。但是在一般情况下，对于空旷地区的架空10kV配电线路而言，不建议采用架设避雷线的措施。

5 结束语

架空配电线路逐渐成为供电系统中越来越重要的组成部分，与人们的生活和生产是息息相关。对于空旷地区的架空配电线路雷击导致的故障，必须要采取安装避雷器、提高线路绝缘强度、降低接地地阻等有效地措施来减少雷击事故的发生率，保证供电系统的稳定运行。

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