10kV架空线路雷击跳闸原因与防雷措施

杨思海

摘要：10kV属于中压配电网络，是我国城市主干配电网络。由于受当时技术水平和综合投资资金等因素的制约，10kV网络在当时规划建设过程中，其网状结构和配电网绝缘水平普遍偏低，尤其是在环境较为复杂地区，易受到雷电危害。架空线路雷击危害常发生在配电变压器、柱上断路器以及隔离开关等设备处，也时常引起架空线路绝缘子发生闪络，在很大程度上影响了配电网供电可靠性和供电公司电网运营经济效益。本文针对10kV架空线路雷击跳闸原因与防雷措施进行了分析。

关键词：架空线路;雷击跳闸;防雷措施

引言

我国属于气候多样性国家，其本身的气象环境特点受到各大因素的综合影响，一些地区的降雨量多，雷电活动频繁而又强烈，因此导致这些地区的跳闸率相比较其他地区而言更多。国家变电总局报告中显示，在我国的一些地区 10kV 架空线路受到雷击的现象时有发生，直接影响到了这些地区的正常供电，对于这些地方的工农业生产以及人民的日常生活造成了极大的危害。基于此，文章采用层次分析法，针对 10kV架空线路遭受雷击跳闸的原因进行分析，并且相应的提出了一定的防雷措施，以期对10kV 架空线路的保护起到一定的参考帮助作用。

一、雷击跳闸闪烙点特征分析

经对近几年雷击位置统计发现，雷击点主要位于绝缘子本体、导线、导线防振锤、引流线、均压环、金具、横担、塔材等位置，其中位于绝缘子本体占63.11%，位于导线、导线防振锤、引流线占13.59%，位于均压环、金具占20.39%，位于横担、塔材占2.91%。

1.1雷击点位于绝缘子本体上。绝缘子遭受雷击后，绝缘子边缘有烧伤，且横担侧、导线侧绝缘子烧伤最严重。

1.2雷击点位于导线、导线防振锤、引流线上。导线垂直或三角排列时，一般上相绝缘子被击穿的机率较大;导线平行排列时，两边线被击穿的机率较大。

1.3雷击点位于均压环、金具上。线路若安装有均压环，则雷击点主要在均压环上。

1.4雷击点位于横担、塔材上。一般情况下，直接雷击横担、塔材的概率较小，但偶有发生。

二、10kV架空线路雷击跳闸事故发生原因分析

2.1绝缘水平不匹配引起跳闸事故

对于人类来说 36V 的电压就已经使人感到电击的感觉了，可想而知 10kV 或者更高的电压对于人类的人身安全存在着多大的威胁。和其他电力设施一样，绝缘水平施工管理一是为了人们的生命财产安全，二是为了电力自身传输的安全稳定。通过以往的实验得出的数据可以知道，杆塔上使用玻璃材质的绝缘子串在放电过程中的电压数值接近 200kV，瓷瓶绝缘子串的电压数值更高一些，可达到 255kV 上下不等，相关行业标准规定其在全波冲击的情况下，所能够承受的电压大约为 75 千伏上下，线路与绝缘水平不相适配，还有避雷器的泄流能力也存在限制之处，由于雷电过电压进入到设备与电缆线路侧，致使跳闸现象的发生。

2.2感应过电压引起跳闸事故

10kV架空线路大多位于城市郊区，线路杆塔周围存在大量水塘、水田。由于水的电导率要远大于周围土壤电导率，这样就容易导致架空线路在遭受雷击过程中产生较大的感应雷过电压，进而引起线路发生跳闸事故。

2.3避雷器防雷性能质量降低引起跳闸事故

目前，一些10kV架空线路中依然还存在使用老式阀型避雷器的问题。由于阀型避雷器已经运行较长岁月，其密封已经受到破坏而受潮，运行相电压时其电晕效应相当严重，进而在避雷器内部产生硝酸盐等化合物，致使气体中的氧和氮大量减少，导致避雷器气压降低，工频放电电压也大大下降。另外，污秽等除了会引起避雷器放电电压降低外，还能使避雷器灭弧性能降低，严重时还可能切断不了续流进而引发避雷器发生爆炸。

2.4接地引下线存在问题引起跳闸事故

接地引下线作为配电设备与配电网接地体间的连接体，其质量水平的高低对配电设备接地防雷性能的正常高效发挥非常重要。10kV架空线路接地引下线连接不规范、不合理，也是引起配电网雷击跳闸事故的主要原因之一。

三、加强10kV架空线路防雷性能而采取的有效措施

3.1架设耦合地线

架设耦合地线是针对感应过电压引起的跳闸而采取的措施。耦合地线是在架空线路的导线下面与附近区域而架设的地线，是为了降低反击跳闸率而架设的线路。对于10千伏架空线路而言，其杆塔高度较低，其受到电击的雷电类型最为普遍的是直击雷，相对而言，直击雷对线路本身的跳闸现象影响概率并不是很大，其线路本身不会直接跳闸，而大多数的原因是雷击之后感应过电压间接引起跳闸。所以要从源头上即从感应过电压方面加强采取措施。在容易发生感应过电压的地方，架设耦合地线，应用耦合地线具有的电磁屏蔽作用降低感应过电压的破坏水平，从而减少因感应过电压而引起的不利影响。

3.2选用线路氧化锌避雷器

氧化锌避雷器的使用寿命长，不易发生像老式阀型避雷器受潮，内部气体流失等现象，是一种理想的防雷设施。安装线路氧化锌避雷器，它能够以分流的形式将其中一部分的电流引入到地面，超过允许值的部分电流，经过避雷器传播到导线上，再经杆塔的接地设置流入到地面，进而降低电流电压。

3.3安装自动跟踪补偿消弧装置

安装自动跟踪补偿消弧装置就是为了保证架空线路的电容电量满足要求，保证其电容电流大于10A，现实中这种装置在补偿电容电流后，将残余的电流值控制在理想状态下，也就是说小于5A的电流，从而补给了线路的电容电压的流失，也保证了大大加强了防雷性能。

3.4安装可调式防雷保护间隙

从以往的10kV架空线路施工经验可以得知，应该在线路的容易落雷电安装防雷保护间隙，采用穿刺型可调式的保护间隙。这种措施比绝缘子放电的功能更有效，它可以限制在雷电过电压后的电压波动幅值上升，避免出现续流起弧效应，导致线路烧损等现象，达到“疏导”和“堵塞”的效果，使防雷性能大幅度提高。

四、总结

10kV架空线分支线路多、分布范围广以及绝缘水平参差不齐等问题。在10kV线路所发生的跳闸故障中，由雷击导致高达百分之八十，所以，必须对雷击跳闸问题高度重视。通过架设耦合地线、优选线路氧化锌避雷器、安装自动跟踪补偿消弧装置、安装可调式防雷保护间隙、装设自动重合闸保护装置等有效的技术措施，使提高10kV架空线路的综合耐雷水平得到提供，保证架空线路的供电安全性和可靠性。

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