山区配电网防雷水平的提升措施

● 广州中光电气科技有限公司 孙 鹏 蔡 轫

1 山区配电网防雷概况

以广东省某山区县为例，该地区多为山地和丘陵地形，地处亚热带季风气候，雨量充沛，年均雷暴日约为80天左右，是雷电活动频繁而密集的地区。

该地区线路走廊环境复杂，大多途经山地、丘陵，输电线路多处还需跨越高山、河谷等地形，档距大，多基杆塔架设于山坳口、迎风坡、高山顶端、线路交叉跨越等易受雷击的地点。在雷雨多发时节，由于热对流引起的强风、磁暴以及热带气旋等不可抗力的因素，部分线路常遭遇雷击断线、跳闸，台区避雷器和变压器被烧坏等故障。

2 配电网防雷运行情况分析

2.1 山区配网线路故障原因

2015～2017年该山区配电网中压线路跳闸（重合闸成功除外）原因中，雷击、树木影响、用户设备故障是该配网线路故障跳闸的三大主要原因。自然灾害中雷击引发的跳闸占总跳闸次数比重最大，须重视线路防雷工作，减少雷害事故。

通过对该山区3年来雷击跳闸占总跳闸百分比数据的分析，雷击引起线路故障跳闸的比重分别为60.9%、37.3%和43.4%，整体下降趋势明显，说明近几年该地区的防雷工作取得一定成效。但2016年到2017年的故障跳闸比重却由37.3%上升到了43.4%，具体有以下两方面的原因：一是该地区虽然对部分雷击频发的输电线路采取了防雷措施，但其余输电线路仍未采取相应的防雷措施，线路上安装的P-15型针瓶绝缘子占比高，其耐压水平低，一旦落雷则易造成线路故障。二是照搬其他防雷效果优良地区完全一致的防雷措施工作，没能根据实际情况制定符合自身需求的防雷措施，未能取得预期的理想防雷效果。该地区由于是山区县，线路途径地形复杂多变，多处输电线路处于山顶、迎风坡、山坳口等特殊地段，而此类输电线路往往是雷患重灾区，所以针对该地区线路的特殊性，应该详细勘察其具体情况，制定对应的专用防雷方案，才能从整体上有效地解决该地区输电线路雷击故障问题。

2.2 配网设备损坏数据统计

该山区近年来配网雷击设备损坏数据如表1所示。对表1的数据进行分析，从配网雷击损坏的防雷保护设备类型角度来看，绝缘子、配电型无间隙避雷器、摘挂式避雷器雷击损坏事故最为频发。若对配电线路这三大故障类型能够进行相应的重点防雷保护，可明显降低配电线路的雷击故障率。在线路上加装堵塞式避雷器，不仅可以降低绝缘子的损坏率，而且能为输电线路提供泄流通道，避免配电型无间隙避雷器、摘挂式避雷器频繁动作，同时也可降低其损坏率。

表1 广东省某山区配网雷击设备损坏数据表

3 配电网防雷存在的问题

3.1 输电线路存在的问题

3.1.1 架空线路绝缘子防雷水平低

目前，该山区的大部分架空线路缺乏防雷措施，线路采用的绝缘子类型主要为P-15的针瓶绝缘子，雷电冲击耐受水平低，在雷电过电压的作用下极易发生内部击穿，存在严重的安全隐患。

3.1.2 雷击高发段缺乏有针对性的防雷措施

由于该山区多处线路位于迎风坡、山顶、山坳口等雷电易击地形，导致线路或杆塔极易遭受直击雷，但此类线路缺乏有针对性的相关雷电直击防护措施，影响配电线路的安全运行。

3.2 台区存在的问题

3.2.1 台区避雷器通流能力小

部分台区无间隙氧化锌避雷器通流能力小，发生雷电流时无法及时泄放，导致避雷器损坏时有发生。

3.2.2 无间隙氧化锌避雷器没加装脱离装置

无间隙氧化锌避雷器是保护台区设备的重要元件，但该地区的无间隙避雷器缺乏故障识别标识与脱离装置，导致部分已经劣化的避雷器依然在电网系统中运行。当雷电过电压侵袭台区设备时，已经劣化的避雷器无法及时脱离电网系统，对台区设备将造成极大的安全隐患，严重时直接导致变压器烧坏、居民用电大面积断电等重大事故，影响供电稳定性和可靠性。

3.2.3 台区避雷器接地路径不合理

台区避雷器用于线路保护时，避雷器与被保护设备接地路径不合理。运行中的避雷器动作以后，雷电流通过避雷器上下连接引线进入大地，由于避雷器上下引线自身存在电感，在中等的雷击下，连接线上的压降便达数十千伏，加上避雷器的残压，易造成避雷器损坏或变压器绝缘击穿。因此，避雷器的引线必须尽量短，避雷器与被保护设备接地线“两点共地”，应合理地选择等电位点，减少设备之间电位差。

4 山区配网防雷工作提升措施与建议

4.1 技术措施

4.1.1 架空线路防雷技术措施

(6)出渣方案。巷道重车道担负运输任务，每天0点班、8点班安排矿设备、材料运输，集中在每天4点班硐室出渣，每班保证20个2吨矿车，保证出渣进度。

（1）强化防雷分析力度。配网直接面向用户，点多面广，基础数据管理繁琐且复杂。应规范基础运行数据，重视收集雷击故障设备损坏形式、故障点的气象资料、杆塔接地电阻、地形、雷电定位信息等数据信息，为配网防雷量化分析提供数据支持。对历年雷害高危线段和台区防雷设备进行无缝覆盖，避免出现防雷盲区。

（2）科学分布架空线路上避雷器密度。配网防雷技术指导文件中有完整介绍避雷器的安装密度要求，可依据指导文件对架空线路安装避雷器密度要求进行科学合理地分布。

（3）10千伏线路易击段加装避雷线或避雷短针。山区线路极易遭受直击雷，有条件的地区可在线路易击段的杆塔顶加装防直击雷的避雷线或避雷短针，避雷线或避雷短针应按要求可靠接地，以达到对直击雷屏蔽和分流的作用。

4.1.2 台区防雷技术措施

（1）台区采用大通流量无间隙氧化锌避雷器与脱离器的配合使用。部分台区的无间隙氧化锌避雷器本身质量参差不齐，通流量小，且没有与脱离器串联使用，影响防雷效果。建议台区采用大通流量避雷器与热爆脱离器串接使用，将品质不良的避雷器退出运行，减少因避雷器短路而造成停电等事故。

（2）台区避雷器接线方式改进措施。配电变压器高低压避雷器的引线必须尽量短，中性点、外壳、避雷器和接地线“四点共地”。合理地选择等电位点，减少设备之间电位差。

（3）与台变相邻的1～2个基杆塔加装堵塞式避雷器。为降低雷电波对台变的冲击影响，应对台变高压端相邻1～2个基杆塔加装堵塞式避雷器，由此实现对架空线路雷击过电压保护及对配变过电压进行前级削波，从而保护架空线路及配变免受雷电过电压的危害，实现多级保护效果。

4.2 管理措施

4.2.1 防雷设备检测

（1）应定期开展电网中运行避雷设备的巡检，掌握设备的实际状态，及时对已烧损避雷设备进行更换，这对保障电网安全稳定运行有积极意义。

（2）每年雷雨季节来临前应对避雷器进行年度停电检修预试，及时对线路不合格的避雷器进行更换，避免避雷器带“病”运行。

4.2.2 加强防雷设备安装的技术指导和监督

防雷设备停电安装前，各运行单位应提前通知防雷设备厂家的技术员对相应的安装人员进行岗前培训，且安装过程中应在现场进行技术指导。运行单位应监督施工安装人员对于防雷产品的安装是否正确无误等，使投入运行的防雷设备发挥出应有的防雷作用。

4.2.3 开展防雷设备选型研究管理

总结实际运行经验，完善配网防雷设备选型标准，加强防雷设备的可靠性，开展硅胶避雷器与瓷外套避雷器的优劣分析及选型研究，制定10千伏避雷器脱离器的技术标准。通过一系列配网防雷设备的选型研究，提高配网防雷设备的技术准入门槛，严格把控设备的入网质量。

4.2.4 积极推广防雷工作经验

全面做好历年雷击统计分析工作，对防雷成果显著的配网线路，总结其防雷经验，并在相同类型的山区范围内进行推广应用。■