架空配电线路防雷问题的解决

王蕊

摘要：架空配电线路包括架空线路和电缆线路两大类别，配电线路防雷主要是架空部分，配电线路雷击掉闸造成的危害非常严重，尤其是配电线路对用户的影响更为直接。配电线路经常因雷击掉闸，电建公司对配电线路的抢修也时有发生，造成很多人力物力的损失，基于对配电线路的了解，针对配电线路尤其是10KV线路的防雷工作重点研究，找出解决方案，尽量减少损失。

关键词：架空配电线路;防雷问题;解决

一、配电架空线防雷接地与配电供电系统的接地方式有关

供电系统接地形式主要分为几种：⑴中性点不接地系统⑵中性点经消弧线圈接地系统⑶中性点经电阻接地系统⑷中性点直接接地系统。其中不接地系统只选用与配电线路不太长，电容电流不太大的架空线，不适用线路很长的电缆线路;中性点经消弧线圈接地系统经一个感性的消弧线圈接地，注入一个电感分量抵消系统中对地电容电流，使接地电流限制在一个较小的幅值内;中性点经电阻接地系统，在系统中性点与地之间接入电阻后，该电阻与系统的对地电容并联，使电路呈阻性，该电阻还可泄放线路上的过剩电荷、限制弧光接地过电压;中性点直接接地系统主要用于110KV系统;对于配电线路10KV系统，单相接地故障电容电流不超过20A，可采用不接地接地方式，否则宜采用消弧线圈接地方式。如以电缆线路为主，且电容电流较大时，则采用电阻接地。另外10KV线路供电，在城市中送电容量和线路走廊的限制，不得不在市区内用大量埋地电缆供电，因此采用不接地的优点已经不复存在，应改为小电阻接地。

二、配电线路10KV防雷措施分析

架空配电线路上，现在都已广泛地应用了绝缘导线，架空线遭受雷击后，容易发生断线事故。雷电基本分为三种，直击雷、感应雷、低电位升高。架空绝缘导线防雷主要是防断线，因为断线后要恢复供电，十分困难，跳闸则能自动恢复供电。结合国内外经验归纳起来主要防雷措施：⑴架设架空避雷线，传统有效方法，但是投资高，防止绕击效果差。⑵安装ZnO避雷器，可以有效防止雷击断线，能截断工频续流，限制雷电过电压和配电线路感应过电压，缺点是ZnO避雷器必须接地，全线装设投资较大，可使导线内部的线芯受腐蚀，长期受工频电压容易老化，维护成本高。⑶安装线路过电压保护器，相当于外带间隙的ZnO避雷器，平时不承受電压，使用寿命长，也可免维护，缺点成本高且必须有效接地。⑷使用钳位绝缘子，工频续流在该金属线夹与绝缘子下金属脚间燃弧，直至线路开关跳闸，该方法效果好，成本也不高，缺点是电瓷伞裙烧蚀损坏需要及时更换。⑸采用长闪络避雷器，减少工频续流就能降低雷击断线。此种方法理论成立，有待实践检验。⑹加局部绝缘层的厚度，此方法不能抵抗大的雷电，作用效果不明显。⑺玻璃钢绝缘横担，提高10KV绝缘水平，可以降低雷击闪络概率，效果比较明显⑻保护型绝缘间隙横担，可以有效减少线路的雷击跳闸和雷击断线，但是其过强的绝缘可能将雷电流引向其他设备，造成其他设备损坏。以上措施在一定程度防止雷击跳闸和减少雷击断线事故，但是不可能从根本上避免雷击断线事故。

绝缘架空线防雷措施研究结果：架空绝缘导线遭到雷击后发生断线，通常不是雷电击断的，而是被工频续流烧断的，在无法阻止续流产生的情况下，只有转移续流的拉弧点，最有效的方法是采用防弧线夹或防雷支柱绝缘子，使续流引起的拉弧，只在引弧棒和金属横担间发生，因此就可避免断线事故的发生。如下图所示防雷支柱绝缘子示意图，能从根本上解决架空绝缘导线遇雷会断的问题。

三、10KV架空线采用小电阻接地系统后的防雷能力

架空线遭到直击雷的后果是断线和跳闸，架空线遭到感应雷的后果是雷电流沿着架空线进入室内，人身或电气设备受到伤害。为了衡量小电阻接地系统的防雷能力，与不接地系统做一比较：

小电接地系统，通过电源侧的继电器和断路器可在若干毫秒计的时间内迅速切断电源，因此工频续流时间短;不接地系统工频续流小，电源侧的继电器和断路器往往不能判断是否要切断电源，加上续流的不稳定，因此工频续流时间长。工频续流是以电弧形式存在的，如果电弧发生点在架空线上，则架空线也会烧断，为此可以用防弧线夹把电弧引导到引弧棒和引弧球之间，采用防弧线夹和防雷绝缘子是架空线防雷击断线的重要措施。雷电流由于生存时间短，一般不会引起跳闸，因此跳闸也是工频续流引起的。

架空线采用不接地系统时，架空线因雷击引起的工频续流，由于回路电容阻抗大，因此工频续流小，通常很快就能断弧。架空线采用小电阻接地系统时，工频续流的回路阻抗小，工频续流大，因此与不接地系统相比，断弧相对比较困难。

在防弧线夹或防雷绝缘子的放电间隙中串联一个避雷器是更有效的方法。增加架空线对地绝缘水平也是方法之一。

四、关于防雷措施的经济效益分析

一条10KV配电线路，负荷一般在4000-5000kW之间，线路平均故障修复时间为5h，绝缘线路的雷击故障率在2.439/百公里年，以一档绝缘线按照50m计算每条次线路断线需要抢修故障的人力、材料费用约15万，采取防雷措施后，预计可减少80%的雷击故障断线，每年可增加供电量14.6万度，增加直接社会经济效益175.6万元。

综上所述，架空配电线路的防雷问题关系到现在、将来的线路安全可靠运行，对配电线路的防雷问题的解决是不断变化创新的，而且是永恒的主题。

参考文献

[1]王伟贤，李钟慎. 10kV配电线路防雷改造探索[J]. 国外电子测量技术，2019，38（12）：107-110.