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10kV架空线路雷击跳闸原因与防雷措施

发表时间：2020/11/12 来源：《基层建设》2020年第21期作者：钟振培

[导读] 摘要：在我国社会经济水平持续发展的状态下，国内电力行业发展的速度也相应得到了提升，正是因为这样的前提条件存在，所以配电线路的防雷工作，逐渐得到了社会大众的广泛化关注。

        广东众诚电力建设工程有限公司
        摘要：在我国社会经济水平持续发展的状态下，国内电力行业发展的速度也相应得到了提升，正是因为这样的前提条件存在，所以配电线路的防雷工作，逐渐得到了社会大众的广泛化关注。尤其是架空配电线路的防雷工作，如果能够很好地提升架空配电线路的防雷击水平，那么必定可以确保架空配电线路更加安全顺利地运行下去，这样不仅仅可以确保社会基本用电稳定性，同时还能够保障架空配电线路基本设备的安全性。
        关键词：架空配电线路雷电危害防雷措施
        引言
        由于10kV架空配电线路的覆盖面积非常大，且线路走径空旷、暴露，线路的绝缘水平也偏低，各种防雷措施相对较少，造成雷击的事故经常发生，对线路运行造成了非常大的影响。此外，很多10kV架空配电线路所覆盖的各种地形当中，环境条件相对比较恶劣，环境条件相对比较复杂，土壤的电阻率也相对较高。为了有效避免配电网出现雷击的现象，更进一步保证线路的安全性，减少供电企业的经济损失，需要合理对配网防雷措施进行应用，将更加先进的技术措施应用到配电生产当中。
        一、雷电事故对10KV架空线路造成的危害
        其次分析雷电事故能够对10KV架空线路所造成的危害。从整体上展开分析，雷电事故对架空配电线路造成的危害是较大的，因为架空配电线路会因为雷击，或者是附近线路的伤害，而导致配电导线受到较为强烈的电磁感应，电磁感应的强度过大时，也就会使得导线当中出现较大的电压，雷击所形成的电压还会在较远程度上超过线路当中的电压，将架空配电线路中的绝缘体予以破坏以及破损，这样必定会使得整条配电导线出现烧损、跳闸的问题，更为严重的情况下还会对整个电路设备造成极大地损害，从而不仅仅影响到电力设备的正常工作，并且还会对我国社会经济的健康发展造成较大阻碍。由此可见，全面展开架空配电线路防雷工作的措施研究，对于整项防雷工作来讲，将会产生非常重要的意义。
        二、10KV架空线路出现雷害事故的原因
        2.1绝缘子质量问题
        绝缘子是一种特殊的绝缘空间，在高空的配电线路中起着非常重要的作用，如果绝缘子的质量出现问题，一旦周围的环境和电负荷条件发生变化，绝缘子的作用就会受到很大的影响，在雷击的情况下10KV配电线路就会出现接地或者相间短路的情况，从而造成整个供电系统的故障甚至瘫痪。
        2.210KV配电线路防雷措施不充分
        线路的损坏一般受到直接雷和感应雷的影响，在空旷的厂区没有建筑物的遮蔽，配电线路很容易受到直击雷的影响，造成配电线路的损坏，在有高层建筑屏蔽的地方产生感应雷的可能性较大。在雷电击配电线路附近的地面时，电线会受电磁感应的影响产生较高的电压，通过静电分量和电磁分量而引起高压感应电流，如果没有避雷线等防雷措施，就会对10KV配电线路造成严重地破坏，引发一系列雷害事故。
        2.3避雷器性能失效
        避雷器的使用是一项重要的防雷措施，它的使用可以保护电气设备不受过电压的危害并且可以通过限制续流复制来保护配电线路，是通信线缆防治雷电损坏的主要设备；但是目前的很多10KV配电线路中仍然使用传统的、淘汰的避雷器，在遇到实际雷击的情况下就会出现失效的情况，从而造成配电线路的损坏和供电系统的故障。
        2.4接地装置不合格
        所谓的接地装置就是接地电极和连接导线的总称，它将电器装置和大地相连接，在出现雷击时候能够将雷击电流输送到大地，从而降低对配电线路的影响；但是目前10KV配电线路的接地装置没有定期的维修养护，出现了锈蚀损坏的情况，接地电阻值受到了很大的影响，在发生雷击情况时雷击电流不能快速流入大地，有大量的高压电流残留，从而影响了配电线路。
        三、10kV架空线路防雷措施
        3.1对线路加装避雷针。避雷针按照其演变和完善的历史，其可以分为放电间隙、管型避雷器、普通阀式避雷器、磁吹避雷器、金属氧化物避雷器等。当前，比较广泛使用的是金属氧化物避雷器，其主要成分是氧化锌，能够有效降低绝缘导线雷击击断的概率，但在这个过程中，也暴露出来比较多的问题：①避雷器的保护范围相对较小，通常只能安装避雷器的一级杆塔来提供防雷保护。②金属氧化物避雷器在长期工频电压下工作，进一步加速了避雷器的老化问题。③避雷器的使用和维护成本相对较高。④很多避雷器在发生故障之后，往往从外观上难以分辨，这进一步加大了故障的排除难度。
        总体来说，通过金属氧化物避雷器的使用，能够有效截断工频续流，还可以进一步限制线路雷击的过电压现象。此外，其每个杆塔安装投资的成本也相对较大，需要长期承受工频电压，这非常容易造成阀片老化现象的产。

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        3.2架设避雷针。通过在电力线路上架设避雷线，能够有效起到对电力线路屏蔽和保护的作用。此外，避雷线也可以直接防止雷击破坏线路情况的发生。避雷线的工作原理大部分是一样的，但架设的位置往往差别较大。由于架设避雷线的成本相对较高，主要应用在35kV等级线路当中，在架空配电线路当中的应用还往往比较少，在一些重要线路当中才会使用避雷线路。
        3.3提升线路的绝缘水平，有效提升线路的耐雷水平。为了有效提升线路的绝缘水平，可以采取以下的一些措施：①通过提升绝缘子的耐雷电冲击能力，来提升线路的绝缘水平。当前，常用的绝缘子材质主要有瓷绝缘子、玻璃绝缘子和复合材料绝缘子。②通过增大电弧爬距，来降低建弧率。由于雷电引起的工频续流会由于电弧爬距过大而导致无法建弧情况的发生，很容易导致雷击引起跳闸事故的发生。③采用绝缘横带来取代常用的铁横担。通过对瓷横担、复合绝缘横担、玻璃钢横担的使用，可以有效提升线路的绝缘程度。为了进一步提升线路的绝缘水平，可以在同塔多回线路不平衡绝缘设计过程中，采用绝缘水平布置，直接在线路中增加一回耐张的绝缘子片，或者在配网线路当中安装绝缘横担或者将瓷绝缘子更换为硅橡胶绝缘横担，进一步提升线路的绝缘水平，这种方式的防雷效果最好。
        3.4进一步降低杆塔的接地电阻。通过对杆塔接地电阻大小的合理设置，可以起到有效的防雷击的效果，这是开展架空线路防雷保护的一个重要参数。一旦雷电击中塔顶或者避雷线，如果线路的接地电阻过大，就会导致塔顶的电位急剧增加。当雷电反击电压超过架空线路的绝缘放电电压，就容易直接导致沿绝缘子在横担后者塔顶发生闪络的现象。对于已经建成的10kV架空配电线路来说，塔顶高度、杆塔材质和杆塔的电阻都是固定值，其接地电阻主要由塔顶电位决定。在10kV架空配电线路当中，杆塔经常会采用自然接地的形式，土壤的电阻率高低对杆塔接地电阻有着非常直接地影响。
        3.5安装防雷绝缘子。在10kV架空线路的周围一旦发生雷击现象，瞬间就会产生非常高的电压，这就是过电压现象，很容易造成线路断线事故的发生，对电力供应的安全性和平稳性，会造成非常大的影响。为了有效避免这种情况的发生，可以采用安装防雷绝缘子的方法，有效地对雷击产生的能量进行吸收，还可以防止高压线路出现明显的过电压。在实际的使用过程中，防雷绝缘子的种类往往比较多，其主要包括支柱式、横担式、耐张绝缘子等，都有不错的使用效果，其主要利用更加大放电间隙来提升对线路的保护效果，在实际使用过程中，应该根据实际情况来进行选择，并选择合适的安装距离，提高其防雷效果。
        3.6采用不平衡绝缘手段。在当前的高压架空输电线路中，对双回路线路的应用越来越多，传统的防雷技术应用效果比较有限。为了满足防雷设计要求，可以采用不平衡绝缘手段，可以有效减少线路遭受雷击的跳闸事故，保证输电的平稳性。其工作原理是让线路的绝缘子串片的数量保持不一致，在遭受雷击后，串片少的回路会首先发生闪络，让闪络之后的导线看成底线，从而可以有效提高线路的耦合作用，让回路的抗雷效果得到明显地提升，可以始终保持一个回路进行供电。
        3.7有效降低杆塔的接地电阻。对于土壤电阻相对较高的地区，可以采用扩大接地网面积、爆破接地、使用降阻剂、延长接地极、外引接地、采用多根放射形接地等措施，来降低接地电阻，但其施工成本往往比较高。为了有效解决这个问题，对于土壤电阻率比较高的地区，可以通过采用混凝土杆、铁塔等基础设施，来满足降低自然接地电阻的要求。
        结束语
        通过本文通篇的分析描述得知，科学展开架空配电线路防雷工作的分析，对于整项电力事业的稳定发展，将会产生非常重要的作用，因此，需要引起广大电力部门工作人员的广泛重视。本文主要从两个方面展开了主题分析，首先分析了雷电事故形成的原因，以及对架空配电线路所造成的损害，其次详细分析了架空配电线路所具有的防雷有效措施，相信随着电力部门工作人员的理解与把握，最终必定能够在根本上提升防雷工作开展的质量水平。
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