10 kV配电线路防雷分析与海宁地区防雷讨论

汪小丁

（国网浙江省电力有限公司海宁市供电公司，浙江 海宁 314400）

雷击灾害每年都会发生，不仅会造成人员伤亡、巨大破坏、起火爆炸，特别是迎峰度夏时节，电网负荷重，线路压力大，给工业的生产运行带来了隐患，降低了居民用电稳定性。社会对于供电服务水平要求不断提高，这就需要电网公司提高供电可靠性指标，从故障发生和故障抢修两方面对时户数指标严加管控，本文从源头即故障产生探讨10 kV配电线路的防雷的必要性和可行性。

1 常用的防雷措施

1.1 采用绝缘导线

雷电对输电线路安全运行危害极大，线路绝缘性较差是我国配电线路容易遭受雷击的主要原因。我国幅员辽阔，电网密布，造成配电网铺设运营成本大，城市边缘地区架空线常使用裸导线，虽然有效地节省了成本，但是大大提高了感应雷击放电风险，容易发生绝缘子闪络。在城区等重点供电区域内有效利用绝缘导线的方法能够减少雷击，从而提高供电系统的安全可靠性，有效地对10 kV配电线路进行防雷保护。

在建立一线一档数据库后可以参考线路负荷分布将部分重要区域更换为绝缘导线，依据具体情况来安装放电线夹，一般是安装在针式绝缘子的负荷侧，达到降低线路闪络频率的目的。

1.2 避雷绝缘子

瓷瓶广泛应用于20 kV以下的配电线路中，在线路中易受到风力等自然因素影响与导线发生磨损，特别是在雷雨天气中受潮后导致绝缘性下降，遇到感应雷过电压后绝缘子温度骤升破裂，最后导致导线掉落断电。

日常工作中发现，对绝缘子的损害一般有：（1）线路上多次遭受雷击过电压冲击后瓷瓶内部釉质损伤，导致头部发生断裂；（2）绝缘子在大风雨雪天气中承受过大的机械力，导致绝缘子钢脚位置有裂缝，产生零值绝缘子，雷击时瞬时大量的电弧将绝缘子炸裂。通过并联间隙绝缘子或者在绝缘子串的两端安装间隙防雷装置都可以有效地进行优化。

现在一般采用复合式绝缘子，在绝缘导线位置增加一层绝缘橡胶皮帮助线路改善绝缘性能，有利于防雷工作的开展，工程上验收时要保证绝缘子雷电冲击耐受电压与线路绝缘等级配合，选择和使用应满足规程规定。

1.3 加装线路避雷器

一般选用无间隙或带电可卸式无间隙金属氧化物避雷器，首选性能可靠、定向射出、带金属外壳脱离器的，以免无间隙金属氧化物避雷器损坏时造成持续性接地故障，中断供电。强雷暴区设备宜选用大通流无间隙金属氧化物避雷器，必要时可将无间隙金属氧化物避雷器标称雷电放电电流由5 kA提高到10 kV。

1.4 采用架空地线

实际应用中，由于架空地线投资少，易于安装维护，我们经常采用架空地线的方法实现对感应过电压闪络率的控制。当然，架设架空地线时还须要考虑地线的位置、与运行线路之间的间距。地线与线路之间距离与发生绝缘闪络时电压幅值成反比；当地线与导线距离相同时，位于导线上方的地线拥有更显著的抑制效果。所以实际架设时要将地线架设在导线上方并在符合安规规定的条件下尽可能缩小两者距离。

1.5 合理运用自动重合闸

10 kV配电线路往往相对复杂，一旦发生雷击故障，通常需要花费大量抢修时间修复，很多情况下，雷击产生的故障只是一小段区域，如果直接拉断，不仅影响用户变多，同时也可能产生额外的抢修任务，造成客户投诉，不符合国网公司高效优质供电的要求。可以通过架空干线上某些重要分支熔断位置前安装“三遥”开关来提高线路的安全性能，雷击产生高频电弧时，继电保护动作暂时切除短路部分线路，有效防止越级跳闸，自动隔离出最小的故障区域，同时具有高精度的时间控制，能在设定时间后待电弧自动熄灭后重合，这样绝大多数情况下可以防护感应过电压造成的瞬时电弧，重合后线路将继续供电，通过增强自愈性减少了短时故障造成停电几率，提高了供电的安全性和可靠性，对于重点敏感用户和单电源放射性供电的用户十分重要。

2 海宁地区地貌特征

由于10 kV架空配电线路杆塔尺寸、结构以及绝缘水平低下等特征，线路遭受雷击发生跳闸事故受地形地貌因素的影响较大。海宁市地形地貌基本属于平原和沿海地区。不同地区地貌的土壤电阻不同，这也在一定程度上影响到雷击产生的对地电流大小，因此要根据海宁的地貌特征进行特殊的接地网改造。

在实际施工中一般考虑将接地装置的埋设深度加大或者降低杆塔的接地电阻的方式来优化接地网，作为沿海地区土壤中湿度较高，同时周边地区的工业较为发达，经常有人为产生的酸碱地，对接地网的腐蚀程度较高。参考10 kV荆山线进行分析，这条线路是海宁西部重要的配电线路，2018年共发生多起雷击故障。现场线路巡线发现主要是瓷瓶遭雷击损坏，而且都发生在线路后半段，即盐仓开发区的化工厂附近。

为了进一步验证频繁雷击原因，对线路进行了多次接地电阻实验，具体数据如表1所示。

表1 海宁10 kV荆山线接地电阻实验

对于30～56#杆接地电阻测试得出其接地电阻大多大于0.5Ω，属于不合格的接地电阻范围。于是我们对接地体进行开挖检查，发现接地体腐蚀严重。

查阅规程知道10 kV线路接地体接地电阻必须小于0.5Ω，而接地电阻超标就造成了避雷装置不能有效释放雷击电流，使得线路电压过高导致设备击穿。现场勘察了解到当地的化工厂较多，土壤、空气的腐蚀性较强，是导致接地体过度腐蚀的主要原因。为了优化营商环境，给工厂更加稳定的供电，对于20#～58#杆的接地体部分进行开挖更换，增加水平接地体同时在表面涂抹一层降阻剂，同时在该段线路上加装线路避雷器以增加线路的防雷保护，之后进行测试大多接地电阻在0.5Ω以下，防雷效果大大提高。

3 结束语

本文就10 kV配电线路雷击事件进行分析与研究，针对10 kV配电线路电气特点，绝缘条件后，希望在考虑到实际运行的情况以及各种符合当地地形地貌的条件对于配电线路的防雷运行情况做一点地探讨，提出了几点具体的防雷措施和手段。