10kV架空馈线重复跳闸分析与治理研究

聂进培　冯学松　邱小灵　黄惠云

【摘 要】广州雷电地闪分布密集，为电网设备雷害高发区域，2014年以来出现的10 kV架空馈线跳闸次数较多。本文针对广州某区历次跳闸情况，从外部环境、绝缘配置、防雷措施、网架设计等方面分析了跳闸原因，提出了适用于不同环境和运行条件的10kV架空馈线重复跳闸防治措施，希望有助于降低10 kV架空馈线重复跳闸率，提高增城区配网线路的可靠性。

【关键词】10kV架空馈线;跳闸分析;治理措施

中图分类号： TM76;TM75文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）01-0014-003

0 引言

广州雷电活动强烈，电网密集、线路规模较大，线路雷击跳闸次数和雷击跳闸率均明显高于全国平均水平，线路安全运行受到雷电活动的显著影响。雷击跳闸是10kV架空馈线重复跳闸一个重要原因，与杆塔地形、接地电阻、绝缘水平、雷电流幅值、故障相数、排列位置、保护角等参数有关[1-2]。根据近四年广州雷电地闪数据统计，广州某区年平均地闪密度为20.86次/km2·a，根据我国对雷区等级的划分标准，地闪密度大于11.0次/km2·a即为强雷区D2，该区平均地闪密度约为标准值的两倍，是强雷区中的强雷区。

运行经验表明，少部分10kV配电馈线的跳闸次数占全部跳闸总数的比例较大，对少数馈线开展专项治理是改善配电线路跳闸严重情况的有效抓手。区域内雷电地闪呈现不均匀分布，部分村镇区域雷电地闪分布密集，为电网设备雷害高发区域。本文首先对雷害高发区域的典型馈线进行了沿线勘查，重点了解了线路外部环境、线路和设备绝缘配置、防雷措施等方面的情况，通过结合现场情况和线路走廊落雷情况，分析了增城区架空馈线重复跳闸原因，制定了馈线跳闸治理专项措施，为运行部门提供建议和参考。

1 重复跳闸原因分析

本文根据沿线勘查情况，从走廊环境、绝缘配置、防雷措施和网架设计四个方面对馈线跳闸严重原因进行了查找和分析。

1.1 走廊环境

（1）跨越山顶线路的杆位于山顶，海拔高度超过临近输电线路，存在直击雷风险。

（2）馈线与110kV输电线路交叉跨越。如：正果F12梅窿线干线#9-#10塔。

（3）线路档距大。如：正果F12梅窿线吓水支线#51-#52塔的，档距344.11米。

（4）少量区段存在树障。如：正果F12梅窿线吓水支线#52-#53塔，树障与导线水平距离1.738m，垂直距离0.16m，净空距离1.745m。

（5）少数区段途径农田，在每年特定时间易受农田塑料薄膜影响。如：正果F12梅窿线干线#31-#32塔。

（6）鸟害隐患。如：派潭F6黄洞线湾吓支线#15-#19塔段鸟害隐患明显。

1.2 绝缘配置

（1）直线杆采用40cm结构高度的瓷横担绝缘。如：正果F12梅窿线干线#11杆。

（2）部分耐张杆选用3片XP-70的悬式玻璃绝缘子绝缘，比广州供电局2018年配网典设绝缘子数量多1片。如：正果F12梅窿线干线#12、#15塔。

（3）部分耐张杆选用2片XP-70的悬式玻璃绝缘子绝缘，与广州供电局2018年配网典设一致。如：正果F12梅窿线线吓水支线#36杆。

（4）台架引线跳接绑扎使用结构高度40cm的瓷担。如：派潭F6黄洞线新斜分支线#3杆台架。

（5）到台架主导线采用2片XP-70普通玻璃绝缘子。如：派潭F6黄洞线新斜分支线#3杆台架。

1.3 防雷措施

（1）带间隙的过电压保护器高低压电极未按工艺安装或安装后错位，电极间隙过大（目测超40cm）。如：正果F12梅窿线干线#5塔。

（2）杆塔接地电阻过大，超过《35kV及以下配网防雷技术导则》要求30Ω。如：正果F12梅窿线#5杆，95Ω;正果F12梅窿线#9杆，529Ω。

（3）接地引下线被盗。如：派潭F6黄洞线#109杆。

（4）多腔室吹弧式线路保护器未完全依照西美雷厂家策略安装，即ABC轮相循环安装。如：正果F12梅窿线干线#1-#18塔段。

（5）台架接地不规范：接地引下线部分选用了铝绞线，有一定程度腐蚀;引下线与接地极圆钢连接处腐蚀严重，出现一定断股。如：派潭F6黄洞线朱埔吓分支线#7杆湾吓村朱埔吓公变所在台架。

（6）国产带间隙过电压限制器安装间隙较大，约12cm，感应雷触发保护器动作的阈值高，存在保护失效的可能。如：正果F12梅窿线干线#9塔。

（7）台架瓷套氧化锌避雷器底座金属锈蚀发黑，对接地电阻、对阀片受潮等影响较大。如：正果F12梅窿线凤辉支线#1杆台架。

（8）电杆瓷套氧化锌避雷器避雷器底部无金属底座（不密封），直接引出引线。如：正果F12梅窿线干线#82杆。

（9）电杆带间隙过电压限制器接地引线过长，在一定程度降低了防雷效果。如：正果F12梅窿線干线#11杆。

1.4 网架设计

（1）电缆转架空所在杆安装有三相刀闸，但避雷器接在电缆一侧（1994年投运），与2018年局配网典设不相符。如：正果F12梅窿线干线#1塔。

（2）故障次数多的用户支线、分支线缺少“看门狗”开关，存在用户出门造成故障扩大停电范围。如：正果F12梅窿线干线#34杆、#103塔等。

2 架空馈线防雷技术措施综合分析

本文从接地电阻、绝缘配置、不同防雷措施的优缺点等角度对防雷技术进行了对比分析[3-5]，如表1所示。

3 减少架空馈线重复跳闸的治理措施

3.1 走廊环境方面

（1）采用无人机巡视，发现树障等隐患及时处理消缺。

（2）重点关注与输电主网线路临近、交叉跨越，与通信基站临近位置的配电线路，在绝缘配置和防雷措施方面开展措施改造。

（3）在大档距的两端耐张杆，可综合使用增加绝缘子爬距、安装防雷设施的手段，减少大档距雷电过电压闪络跳闸概率。

（4）在农田薄膜隐患高发区域，在特定季节提高巡视密度，对农户开展安全技术交底等手段，降低塑料薄膜可能带来的跳闸风险，及时消缺线路上缠绕的的塑料薄膜。

（5）在鸟害隐患高发区，在不对一次设备安全运行造成影响时，可在杆塔安装自动无源驱鸟器或驱鸟针等。

3.2 绝缘配置方面

（1）在故障闪络高发位置、与输电主网线路临近交叉跨越位置、与通信基站临近位置、在大跨越位置（>200m），增强线路绝缘配置，采用60cm瓷横担（直线）或3片玻璃绝缘子（耐张）。

（2）强雷区可采用绝缘杆塔（绝缘塔头、绝缘横担），改善线路的防雷性能。

3.3 防雷措施方面

（1）避雷线：针对档距较大（>150米）、海拔较高（>150米）的配网线路，考虑沿线架设地线以降低杆塔接地电阻。

（2）防雷设备：

（a）更换底座锈蚀或缺失的避雷器。

（b）对地闪密度较大区域的运行年限较久的避雷器分批次更换。

（c）调整俄罗斯西美雷产多腔室吹弧式线路保护器的安装工艺，防止间隙过长保护不能发挥作用，确保安装策略是错相循环安装。

（d）排查线路防雷设备安装和施工规范情况，保证其雷电过电压保护效果满足实际需要。

（3）接地：

（a）接地电阻大（超过30Ω）的线路杆塔要开展改造，条件不具备的可施加垂直接地极。

（b）接地引下线统一使用圆钢替换软铜线，加强巡视防止接地线被盗，及时消缺已经被盗的接地线。

（c）尽量减少接地防雷设施的引下线长度，提高防雷效果。

（d）对台架接地不规范点进行改造，重点关注接地引线材质、工作接地防雷接地保护接地是否共地，确保接地可靠，满足广州局2018年典设要求。

（e）针对线路雷击故障频发的山地走廊部分，开展接地电阻普测工作。

3.4 网架设计方面

（1）在混合线路连接处，调整避雷器引线搭接点位置，确保其安装在架空段侧。

（2）对雷击故障严重段杆塔、台架、开关安装配电型避雷器时，应便于使用绝缘杆进行避雷器的带电更换，减少停电。

（3）对跳闸严重的支线、分支线或用户线路，可以在分支位置安装“看门狗”开关，解决用户故障出门造成扩大停电范围，提高配电网架供电可靠性。

（4）新增或改造的线路设计时，应充分考察线路走廊周边自然环境，并根据雷区分布图，加强防雷措施和设计裕度。

3.5 线路运维管理方面

（1）在雷雨季节前加强日常巡视和运维，及早发现和处理潜在的故障隐患（如设备被盗、树障、外力破坏等），统计具有时间周期性的故障或特定位置附件易发故障。

（2）详细记录故障点位置、天气状况、走廊环境、负荷情况、处理措施等，通过大量数据的长期积累和阶段性统计分析，有助于于深入分析跳闸原因并提出针对性的整改措施。

（3）针对部分密林丛生的山地区域，配置或研发便携易用的开路工具、砍树障工具等，提升工器具配置水平。

（4）对杂草丛生、蚊虫密集的巡视工作，应配置或研发防蚊虫叮咬的单兵巡线装备，包括速干透气的全身工作服、包裹式头巾、轻薄手套和山地户外鞋等。

（5）组织开展配网防雷和巡视经验总结交流，总结近年来已实施并取得良好效果的防雷措施，提升配网巡线人员技术水平。

4 结论

本文针对广州某区10kV架空馈线重复跳闸问题，通过从外部环境、绝缘配置、防雷措施、网架设计等方面对跳闸原因进行调研分析，根据现有防雷技术和增城区特点，提出了适用于不同环境和运行条件的10kV架空馈线重复跳闸防治措施，为有效降低高地闪密度区域的10kV架空馈线重复跳闸提供了指导和建议。

【参考文献】

[1]康寬政.江门市区10kV架空线路雷击分析和防治措施[J].广东电力，2008，21（5）：59-61.

[2]曾海涛，郇嘉嘉，黄少先.高压配电网10kV大企线路的防雷[J].机电工程技术，2008，37（6）：110-112.

[3]张田乾，张希峰.架空电力线路的防雷保护[J].电源技术应用，2005，8（7）41-42，49.

[4]陈俊，施中郎.10kV架空绝缘导线防雷措施[J].电力设备，2007，8（8）：51-55.

[5]章伟.10kV架空配电线路防雷措施研究与应用[D].上海：上海交通大学，2012.