架空配电线路雷击分析与防治措施潘波

架空配电线路雷击分析与防治措施潘波

潘波高晨叶发猛

（国网新疆电力有限公司博尔塔拉供电公司新疆833400）

摘要：电的发明和使用极大地推动了人类工业化和城市化进程，在电力的利用中，逐渐形成了国家电网系统。架空配电线路作为国家电网系统的重要组成部分，因为其实用、可靠、安全、经济、便于维修的有点，在国家电网系统中得到了广泛的使用。架空配电网络结构异常复杂，现在采用的大多数是架空绝缘导线，但是从近年来的雷击断线的调查结果显示，其绝缘导线水平低是一种重要的因素。雷击事故的发生会对人民的生命财产安全构成严重威胁，大面积的停电，会给我国工业、农业和人民生活带来严重影响，阻碍我国经济的发展和社会主义和谐社会的构建，故而，研究架空配电线路防雷的水平，找到相应地能够大力提高配电线路的防雷击断线水平的方法具有现实意义。

关键词：架空配电线路；方法；现实意义

近些年来，架空配电线路经常会受到雷击电流的影响，会造成断线故障，甚至会引发人身安全事故，而架空配电线路的防雷水平将直接影响到配电线路的防雷效果，因此应采取有效的防雷击断线措施，保证配电线路运行的安全性、可靠性。

1当前架空配电线路防雷存在的问题

根据有关部门研究显示，架空配电网的雷击事故大约占整个电力系统全部雷击事故的65%，因此属于威胁性极高的一项问题。这与架空配电线路的杆柱高度较低、周边建筑物和树木的屏蔽作用、中低压配电网的架空线路绝缘水平低等都有一定联系。

1.1架空绝缘导线雷击断线

尽管当前架空配电线路的应用极为广泛，但是其对于雷击事故的防御能力却没有得到很大程度的提升，由于雷电过电压造成的绝缘导致的断线事故亦频频出现，这不仅会给当地的电力供应造成一定程度的影响，而且对居民的人身安全造成了威胁。其中，架空绝缘导致雷击断线发生的根本原因是极短时间内的热过程和力过程的综合作用。在出现雷电过电压闪络的情况时，沿着雷电击穿而形成的短路通道在电网工频电压作用下流过工频续流，这一过程中电弧能量剧增，高温弧根被固定在绝缘层的击穿点灼烧，造成局部过热现象，最终导致绝缘导线断裂。加之电位差在电弧通道中产生的电磁推力和导线自身重力的共同作用，导致绝缘导线整齐断裂。

1.2架空配电线路雷击跳闸率过高

架空配电线路中雷击跳闸率较高的问题主要由两方面原因造成：（1）架空配电线路的绝缘水平较低。可以明确的是，绝缘子闪络与绝缘子50%冲击放电的电压水平是密切相关的，而绝缘子水平又是影响架空配电线路绝缘水平的主要影响因素，加之其它影响配电网雷电过电压的幅值具有较强的分散性，因此绝缘水平的低下必然会导致雷击跳闸率变高。（2）架空配电线路运行缺少维护。在架空配电线路的管理中，大多数工作人员都会忽视配电网中运行的绝缘子的监控与测试，加之线路投运时间比较长且线路老化十分严重，导致输电线路中容易出现大量低值或零值的绝缘子。另外，架空线路长期暴露在空气中，其中存在烟尘、扬灰及各种污染物质，导致绝缘子严重受污物侵染，最终导致绝缘水平降低，使架空配电线路中雷击闪络事故造成的危害更加严重。

1.3配电线路与配电设备的绝缘配合不当引起事故

根据有关调查显示，当前绝大多数发电厂和变电站的雷害事故都是由雷电侵入造成的，这其中配电线路侵入的雷击侵入占据最大比例。尤其是在多雷的山区，相关部门为了降低输电线路的雷击跳闸率，通常会采取提高架空输电线路的绝缘水平这一措施。殊不知，在架空输电线路的绝缘水平得到提高之后，雷电波会由于缺少线路的泄放侵入到变电站，最终造成主设备或者一些配电设备的毁损，造成更加严重的后果。因此，有关部门需要注意到这一点，并通过分析当地的自然地理环境进行选择和完善，使雷击事故带来的危害降到最小。

1.4同塔双回或同塔多回在配电线路防雷上存在的问题

为了节约线路走廊，使输电线路的建设尽可能占据最小空间，很多地方会选择在配电线路中采取同塔多回路技术，例如有些杆塔会架设4回，甚至6回的回路。尽管这种方法具有一定程度的优势，如减少输电线路的占用空间，提高空间的利用率以及缩减建设投资等，但是其带来的不利影响也是不容小觑的。由于同塔多回路中线路与线路之间电气距离较短，导致其中一回线路遭受雷害后线路绝缘子会对地击穿，加之击穿后工频续流较大，最终持续的电弧游离会波及其他回路，造成这些回路发生接地事故，甚至出现多回路同时跳闸的现象，加重了问题的严峻性。

2架空配电线路关键防雷措施

2.1提高配电线路绝缘水平，降低雷击闪络率

提高线路局部绝缘水平，降低线路造价，可采用架空绝缘导线加强局部绝缘的方式，即在绝缘导线固定处加强绝缘层，使放电只能从加强绝缘层的边沿处或者是击穿导线绝缘皮后击穿导线。通过该方式可有效提高线路的冲击放电电压，防止架空绝缘导线雷击断线。

2.2安装可调式过电压保护间隙

保护变电站进线段及绝缘配合。通过对配电线路进入变电站的前10级杆塔安装可调式过电压保护间隙，能有效地解决配电线路与变电站、配电设备绝缘配合不当的问题。对6～10级杆塔，调式保护间隙的保护与线路绝缘子的雷电冲击动作值相配合，让间隙的雷击动作值低于线路绝缘子的雷电冲击动作值5%左右，保护绝缘子在雷击时不被打坏。从第5级到变电站终端杆，逐步降低可调式保护间隙的雷电冲击动作值，使该值与变电站主设备的耐雷水平相配合，保护变电站主设备不受由线路侵入的雷电波危害。

2.3优化中性点接地方式降低配电线路建弧率

架空配电线路中宜采用中性点经消弧线圈接地的中性点运行方式。它能自动补偿配电网单相接地电流促使接地电弧熄灭，有效地降低电弧故障建弧率；同时能消除铁磁谐振过电压，可大幅度提高配电线路供电可靠性。但该接地方式要求在选用自动跟踪补偿消弧装置前需对变电站分段运行方式进行详细的分析和计算，特别是要准确了解自动消弧装置安装点的电网电容电流的最大值和最小值，使之都在自动跟踪补偿消弧装置的可调补偿范围内。

2.4在特定地点安装避雷器进行保护

在配电线路雷害多发段的杆塔、配电线路分支处、T接点处装设避雷器进行保护，能有效减少配电线路由雷害过电压造成的线路故障。在避雷器选择方面，宜选用具备防爆脱离功能和免维护的无间隙金属氧化锌避雷器。在安装避雷器对线路进行保护的同时，应该注意避雷器的接地问题。一方面是要防止避雷器的接地电阻超标问题；另一方面是接地引下线的问题。很多地区没有采用统一规格的材料作为接地引下线，造成了接地引下线腐蚀严重，甚至出现断裂情况。如果接地不良，避雷器等防雷设备根本无法发挥其效果。

2.5拆除不合理的防雷保护设备

35kV及以下电压等级线路不适宜安装消雷器和避雷针，原因是消雷器和避雷针在此电压等级的线路上不但没有起到防雷作用，反而会引雷，从而造成雷击事故。特别是在发电厂、变电站的进线段上，很容易诱发线路遭受雷击，当雷电波得不到衰减，侵入到发电厂、变电站的强雷电波极容易损坏其设备。因此，应拆除35kV及以下电压等级线路的消雷器和避雷针，特别是进线段处的消雷器和避雷针；同时，也不宜在20kV及以下电压等级的线路上架设避雷线。

3结语

尽管当前架空配电线路在针对防雷问题上仍存漏洞，但是在相关部门的共同努力下，已经出现了针对绝缘水平的提高、过电压保护间隙的应用、中性点接地方式的改进以及先进的氧化锌避雷器的广泛应用这一系列防止措施，相信在不断的完善和改进之下，防雷避雷问题在架空配电线路中的阻碍能够得到完整的消除。

参考文献：

[1]刘学虎.不同地形条件下架空配电线路防雷方案研究[J].电子测试，2015（10）：156-157.

[2]蒋国文，张英华，弥璞，郭川伟.6~配电网络雷电防护现状及防雷措施分析[J].电瓷避雷器，2013，（6）.

[3]李孛.配电线路防雷措施研究[D].长沙：长沙理工大学，2009.