王红涛 郝广旭
国网博尔塔拉供电公司 新疆博尔塔拉蒙古自治州 833400
摘要：电力是支撑国家经济发展的重要支撑，而10千伏配电网是与用电客户关系最为紧密的，在中国西北端新疆温泉县地区，10千伏配电网更是扮演了服务经济发展、服务民生需要、维护社会稳定和边境管控等重要角色，但是2019年温泉县供电区内累计发生10千伏线路雷击事件23次，集中发生在雷电天气频发的6月至10月期间，配网线路频繁故障造成供电区电网安全可靠性指标偏差和电量损失严重。影响了供电区内经济社会发展。如何治理温泉县配网雷击问题，更好的提升新疆温泉县10千伏电网供电可靠性指标，提高配网服务经济社会发展的水平，这就需要进一步研究探索。按照问题为中心、结果参考和目标为导向的原则，进一步提升温泉县配电网服务县域经济社会发展，服务乡村振兴战略及“电气化博州”的能力，结合当前配电网指标管理提升要求，本文重点分析了新疆温泉县配电网频繁遭受雷击的原因，并对照雷暴日较高区域配电网典型设计技术要求，充分结合新疆温泉县配电网结构特点及具体防雷措施，提出了满足温泉县10千伏线路运维条件的防雷方案，增强10千伏配电网整体支撑能力。
关键词：配电网：温泉县：10千伏：雷击原因：可靠性：防雷措施
引 言：近年来，党的十九大报告提出的乡村振兴战略，自治州提出了“电化博州”目标，温泉县正着力打造“全域旅游”的发展目标，在一系列政策引导下，有效带动了温泉县经济产业结构、消费模式和发展方式的转变，进一步明确了绿色经济主导地位，也为新疆温泉县依托绿色产业发展迎来了经济发展新机遇，同时为了更好的保障县域经济发展，电网配套投资也在不断加大，2019年温泉县电网建设同比增加195.52%，年度售电量同比增加24.41%，总体发展形势良好，但是县域10千伏电网雷击故障率偏高一直得不到有效解决，z成为影响配电网安全可靠性的主要因素，为了促进电网运维与用电需求之间的融合，改善当前电网存在的雷击顽疾，开展电网运维专项分析和防雷措施研究。
1.温泉县10千伏线路雷击原因分析
温泉县位于新疆天山西北部根据温泉县气象台数据显示，温泉县区域历年平均雷暴日55天，2019年6月至10月份，温泉县供电区累计发生配网线路雷害跳闸实践23件，占全年配网跳闸次数的53.48%，成为影响电网安全的主要因素，综合分析所有雷击跳闸事件的成因主要包含以下三个方面，第一是近年来配电网建设规模的增加和供电范围的延伸，尤其是配网线路向山区边防和抵边村寨延伸建设，扩大了配网设备在雷区的覆盖面，而线路防雷技术装备水平有限，造成自然雷击概率增加，第二是雷击事件中因用户资产雷击受损造成线路跳闸率达到了65.22%，用户在配网设计和建设过程中一味考虑经济性，没有很好的执行公司用户工程的技术标准和设备标准要求，尤其电气设备安全防护措施，低标准从而导致更大经济损失。第三是运维管理能力不足，对于雷区范围内配电网线路的运行管理没有制定特殊管理制度，人员对于配网防雷缺少正确的认知，尤其是保护设置、特殊巡查和防雷技术应用，从而导致雷击事件频发却不能有效遏制，严重影响了温泉县10千伏配电网安全可靠性。
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雷击故障照片
2.配电网雷击故障类型及原理
根据2019年温泉县配网线路雷击故障数据分析，配网雷击频繁故障区域主要集中在查干屯格镇、安格里格镇及博格达尔镇区域，从地形上看均处于山边地区，海拔略高于乡镇区域，属于负荷边缘且靠山区地带，从多次雷击现场照片分析来看，为直击雷或感应雷，雷电过电压导致绝缘导线被击伤/击断或者击穿保护设备的避雷器，造成线路跳闸，作用原理为落雷集中绝缘导线后，直击雷过电压作用于绝缘导线，引起绝缘子闪络击穿绝缘层，被击穿的绝缘层呈现针孔状，当雷电过电压引起两相或三相同时闪络时，在闪络通道上形成工频续流，产生数千安的工频短路电流产生的热量，由于电弧的弧根不能沿绝缘线滑动，只能固定在绝缘导线的雷击闪络形成的针孔处集中放电，短时间内工频短路电弧就可以将绝缘导线烧断。结合温泉县供电区配网线路雷击事件分类，造成10千伏线路雷击闪络或故障的主要因素并非直击雷，而是感应雷过电压，其中配电线路遭受直击雷过电压概率很小，约为20%，而遭受感应雷过电压概率较大，约为80%。
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温泉县雷电分布图
3.10千伏配电网防雷技术措施
结合温泉县地理地貌特征及配电网现状，配网防雷基于防工频过电压及工频续流电弧的目的，防雷重点应从疏导和堵塞两个方面开展，主要是提升配电网防雷技术应用和装备水平。根据县域雷害分布图，因地制宜的开展相关工作，分地区开展防雷技术研究和应用，从而逐步降低雷害对配电网的危害，提高电网安全可靠性。
3.1 疏导式防雷
疏导式即允许架空绝缘线路有一定的雷击闪络概率，但是主要是通过技术和设备手段把雷击闪络后形成工频续流电弧进行疏导，达到保护导线免于电弧烧伤烧断的目的。主要包括防弧金具和放电绝缘子，同时应加强区域大地导通电阻的技术管理，降低回路上接地电阻，类比之下，疏导式防雷的技术成本较低，且实施简单，虽然不能降低雷击次数，但是可以有效提高线路重合闸率，保障线路运行可靠性。
3.2阻塞式防雷
阻塞式即采取各种措施降低线路雷击闪络概率，或采取措施阻止雷击闪络后工频续流起弧，达到防止绝缘导线烧伤断线的目的。主要包括加强线路绝缘、氧化锌避雷器和避雷线。阻塞式防雷可以降低线路雷击跳闸率，阻止线路发生工频续流电弧，防雷击断线的效果最好，但是实施难度大，成本较高。具体措施为变电站出口侧安装穿刺电极串联间隙金属氧化物避雷防护产品，雷电活动较为强烈的区域或重要负荷区段安装穿刺电极串联间隙金属氧化物避雷防护产品，其它线路区段安装穿刺型防弧金具和剥线型放电箝位绝缘子。
4.10千伏配电网防雷管理措施
综合分析2019年温泉县10千伏线路雷击事件，造成雷击事件的成因主要涵盖了线路设计标准、用户侧建设及运维管理工作不到位三方面因素，为了降低雷害对县域电网的影响，构建安全、可靠和高效的配电网，提升电网服务经济社会发展的能力，管理层面应从做好以下三个方面工作。
4.1 增强防雷意识，加强项目前端管理。近年来温泉县雷击事件频发已经为配电网项目管理敲响了警钟，电网建设不能阻挡，那就只能从前端电网项目设计入手，增强项目管理人员防雷技术培训，提高雷害的认识，掌握防雷技术手段，在项目前期设计阶段提高技术标准，适度开展防雷差异化设计。
4.2 加大防雷宣传，提高用户工程验收标准。雷害不仅造成电网设备损坏，间接造成用电客户的经济损失，作为运维管理单位，电力企业应该有效利用走访、入校、集市等平台采用电子音频、宣传册和技术讲座多种手段宣传电力防雷的必要性，让用电客户充分认识雷害的影响，在自建工程中加强防雷设计。
4.3 制定防雷专项管理办法及雷击应急预案。防雷已经成为当前配电网管理的重点，为了有效降低雷害的损失，提升配电网设备利用率，在开展技术防雷的同时，运维单位应切实制定雷雨天气观测与线路特巡相结合的运维管理办法，超前开展相关工作，落实防雷责任，尤其是日常巡视中加强对防雷装置的功能性检查及雷击后配电网应急处置方案。
5.结论
配电网绝缘化治理消除了配电网树障及异物造成的线路短路故障，提升了配电网运维管理水平，但是防雷又成为了新的问题，鉴于当前配电网设计及建设标准，一方面需增强运维人员自身防雷意识，掌握防雷技术，从设计源端加强配网建设与防雷技术的融合、应用。另一方面在线路运维中适度提升配电网防雷技术等级，通过差异化设计，增强配电网线路防雷措施的全面性，尤其是雷电活动密集区域配电线路及设备，同时也要加强用户侧电网建设标准及防雷设计的管控，针对温泉县落雷密集的山区、牧场，防雷的同时开展线路绝缘化的利弊分析，必要情况下开展线路技术改造，降低雷电对县域配电网的危害，提高电网安全可靠性指标。
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