【摘要】結(jié)合地區(qū)10kV配電線路實(shí)際情況提出增強(qiáng)線路絕緣水平以降低線路閃絡(luò)概率，架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的防護(hù)措施，采用合適的中性點(diǎn)運(yùn)行方式降低配電線路雷擊建弧率，采用帶并聯(lián)間隙絕緣子與避雷器聯(lián)合對10kV配電線路進(jìn)行保護(hù)，制定了在不同線路形式與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下中性點(diǎn)運(yùn)行方式和自動重合閘的投運(yùn)準(zhǔn)則，完善10kV配電設(shè)備的防雷保護(hù)措施，結(jié)合湖南地區(qū)土壤電阻率情況提出切實(shí)可行的接地降阻方法。
　　關(guān)鍵詞：10kV配電線路；雷擊建弧率；配電設(shè)備；消弧線圈
　　1引言
　　10kV配電線路運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，10kV配電線路雷害事故頻繁發(fā)生，嚴(yán)重危害了配電網(wǎng)的供電可靠性和電網(wǎng)安全，影響人民群眾的生產(chǎn)、生活用電。因此，結(jié)合10kV配電線路運(yùn)行與雷害發(fā)生情況，研究10kV配電線路的防雷保護(hù)措施具有相當(dāng)重要的工程實(shí)際意義。
　　本文在廣泛收集極具代表性的地區(qū)的10kV配電線路運(yùn)行狀況基礎(chǔ)上，研究發(fā)現(xiàn)，湖南地區(qū)10kV配電線路雷害事故主要由感應(yīng)雷電過電壓引起，10kV配電線路絕緣水平直接影響了配電線路的耐雷水平，架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的問題也日益突出，現(xiàn)有的10kV配電線路的中性點(diǎn)運(yùn)行方式無法有效的解決線路雷擊建弧率問題，配電設(shè)備防雷保護(hù)措施不完善，上述問題造成了10kV配電線路較為嚴(yán)峻的防雷形勢。本文提出了完善10kV配電設(shè)備的防雷保護(hù)措施。
　　210kV配電線路防雷保護(hù)措施
　　2.1提高線路絕緣水平降低10kV配電線路閃絡(luò)概率
　　由于配電網(wǎng)絕緣水平低，當(dāng)線路中因雷電活動而產(chǎn)生感應(yīng)雷過電壓時(shí)，極易造成線路絕緣子閃絡(luò)等事故，且在配電線路中為了節(jié)約線路走廊而采用同塔多回路技術(shù)，某些桿塔架設(shè)回路達(dá)到了4回，雖然在這種情況下節(jié)約了線路走廊，減小了線路投資，但是由于同塔多回路中線路與線路間的電氣距離不夠，因此，一回線路遭受雷害后線路絕緣子對地?fù)舸�，如果擊穿后工頻續(xù)流比較大，持續(xù)的接地電弧將使空氣發(fā)生熱游離和光游離，由于同桿架設(shè)的各回路之間的距離較小，那么電弧的游離會波及到其他的回路，引起同桿架設(shè)的各回路發(fā)生接地事故，嚴(yán)重時(shí)將會造成多回線路同時(shí)跳閘，極大的影響了配電線路的供電可靠性，針對上述情況可采用增強(qiáng)線路絕緣的方法。可采取將裸導(dǎo)線更換成為絕緣導(dǎo)線、增加絕緣子片數(shù)、在導(dǎo)線與絕緣子之間增加絕緣皮、更換絕緣子型號等方法提高線路絕緣水平。以湖南地區(qū)為例，湖南大部分地區(qū)配電線路絕緣子選用型號為P15，出于防雷方面的考慮，可有選擇性的將P15型絕緣子更換為P20絕緣子，線路絕緣水平的提高也將明顯的降低感應(yīng)雷過電壓造成線路閃絡(luò)的概率，提高供電可靠率。
　　2.2架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線防護(hù)措施
　　根據(jù)對雷擊架空絕緣線路斷線機(jī)理的分析并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的結(jié)果分析，針對雷擊架空絕緣線路的斷線事故提出三點(diǎn)措施進(jìn)行預(yù)防：
　　（1）提高線路局部絕緣水平
　　為了降低線路造價(jià)，可采用架空絕緣導(dǎo)線加強(qiáng)局部絕緣的方式，即在絕緣導(dǎo)線固定處加厚絕緣，如圖1所示，使放電只能從加強(qiáng)絕緣邊沿處或者是擊穿絕緣皮后擊穿導(dǎo)線，通過上述方式可有效提高線路的沖擊放電電壓。
　　                                                   
　                                                                                　圖1加強(qiáng)局部絕緣示意圖
　　（2）安裝避雷器進(jìn)行保護(hù)
　　在輸電線路中使用線路避雷器取得了較好的防雷效果，借鑒于此，可以在配電線路中使用該方法，使用避雷器后，對架空絕緣線路形成有效的保護(hù)。由于無間隙避雷器長期承受工頻電壓，還要間歇地承受雷電過電壓及工頻續(xù)流，避雷器容易老化，所以避雷器故障很多，影響配電線路的供電可靠性。因此，在配電線路中可選用免維護(hù)氧化鋅避雷器，對配電線路中的易擊段進(jìn)行有選擇的安裝，安裝處除線路中的易擊段外還應(yīng)在相應(yīng)的配電設(shè)備(配電變壓器、柱上開關(guān)等)進(jìn)行安裝，對配電線路進(jìn)行全面的保護(hù)。
　　（3）在絕緣子兩端并聯(lián)放電間隙防止絕緣導(dǎo)線的絕緣層擊穿
　　在試驗(yàn)室采用如圖2接線對架空絕緣導(dǎo)線的絕緣子兩端并聯(lián)保護(hù)間隙，做雷電沖擊試驗(yàn)，結(jié)果表明：只要把間隙的放電電壓調(diào)整到等于或略大于絕緣子的沖擊放電電壓，線路的雷電放電就會在保護(hù)間隙之間發(fā)生，從而可以有效防止絕緣導(dǎo)線的擊穿，也就徹底解決了絕緣導(dǎo)線的雷擊斷線問題。
　　                          
　　                                             圖2絕緣子兩端并聯(lián)間隙防止架空絕緣導(dǎo)線絕緣側(cè)擊穿
　　2.3采用間隙與避雷器配合對10kV配電線路進(jìn)行保護(hù)
　　（1）避雷器的安裝
　　避雷器對于配電線路中的雷電過電壓的防護(hù)具有很好的效果，但是避雷器只能保護(hù)安裝避雷器的當(dāng)級桿塔，如果在配電線路上全線安裝避雷器進(jìn)行保護(hù)，將取得很好的效果，但是就經(jīng)濟(jì)技術(shù)比而言上述方法就不是很適合，而且全線安裝避雷器的運(yùn)行維護(hù)也是很大的問題，因此，應(yīng)當(dāng)在配電線路中有選擇的安裝避雷器進(jìn)行保護(hù)
　　（2）并聯(lián)間隙絕緣子的使用
　　根據(jù)保護(hù)間隙的功用，保護(hù)間隙和線路絕緣子串的絕緣配合應(yīng)該滿足以下兩個(gè)方面的設(shè)計(jì)要求：首先，保護(hù)間隙距離的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)在雷擊線路閃絡(luò)時(shí)可以捕捉電弧的根部，并引導(dǎo)故障電流入地，以便保護(hù)絕緣子、線路零部件和導(dǎo)線。雷擊閃絡(luò)時(shí)，放電應(yīng)當(dāng)起始于間隙的一個(gè)電極，終止于另一個(gè)電極，電弧應(yīng)盡量不接觸絕緣子表面。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，裝有間隙的絕緣子串放電有通絡(luò)和沿絡(luò)兩種情況。
　　2.4降低10kV配電設(shè)備的接地電阻
　　在配電線路中，降低接地電阻的主要采用以下兩種方法：
　　（1）水平接地體。一般在配電線路中均采用這種方式進(jìn)行降阻，從對長沙與衡陽地區(qū)的調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，這種方法難以達(dá)到目標(biāo)值要求，且及易腐蝕，使用年限不長。
　　（2）施加降阻劑進(jìn)行降阻，實(shí)踐證明，在水平接地體周圍施加高效膨潤土降阻防腐劑，對降低桿塔的接地電阻效果明顯。
　　GPF-94高效膨潤土降阻防腐劑具有較低的電阻率,加水后有較大的膨脹倍數(shù)(3～5倍),施加在接地體周圍相當(dāng)于增大了接地體的有效截面,消除了接地體與周圍土壤的接觸電阻;具有較強(qiáng)的吸水性和保水性以及隨時(shí)間推移不斷向土壤中滲透和擴(kuò)散,降低了接地體周圍的土壤電阻率,因而具有較好的降阻性能,特別是對高土壤電阻率地區(qū)以及干旱地區(qū)的降阻效果最為明顯。具體使用方法如圖3所示。
　　                                                        
　　                                                                              圖3水平接地體施加降阻劑
　　2.510kV配電設(shè)備的防雷保護(hù)
　　（1）配電變壓器的防雷保護(hù)
　　對配電變壓器的保護(hù)應(yīng)該在低壓側(cè)裝設(shè)低壓避雷器，與高壓側(cè)避雷器、變壓器外殼和低壓側(cè)中性點(diǎn)一起接地，稱為“四點(diǎn)共一地”。接地電阻值滿足規(guī)程中所規(guī)定的100KVA以上容量配電變壓器接地電阻在4Ω以下，100KVA以下容量的配電變壓器接地電阻在10Ω以下。
　　（2）柱上開關(guān)的防雷保護(hù)
　　為了電網(wǎng)運(yùn)行方面的需要，在6~10kV電網(wǎng)中安裝了一定的柱上開關(guān)與刀閘，這對保證配電網(wǎng)的運(yùn)行方式的靈活性，提高供電可靠性起了很大的作用，但是往往缺忽略了這些開關(guān)設(shè)備的防雷保護(hù)措施，在柱上開關(guān)和刀閘處有些沒有安裝避雷器保護(hù)，或者僅僅在開關(guān)的一側(cè)裝設(shè)避雷器保護(hù)，當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，將會造成雷電波的全反射，在雷害事故發(fā)生時(shí)造成開關(guān)設(shè)備自身的損壞，因此，開關(guān)設(shè)備自身的防雷保護(hù)是配電線路中防雷保護(hù)非常重要一部分，應(yīng)該在開關(guān)或刀閘兩側(cè)安裝避雷器對進(jìn)行保護(hù)，避免在防雷保護(hù)上存在的缺陷。
　　（3）電纜分支箱的防雷保護(hù)
　　由于電力系統(tǒng)的發(fā)展，電纜線路在配電線路中應(yīng)用越來越廣泛，電纜分支箱和環(huán)網(wǎng)柜在配電線路中的使用越來越廣泛，它的防雷問題也成一個(gè)突出的問題。在10kV電纜化的環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)中，需采取措施抑制感應(yīng)雷過電壓，通常的措施是采用避雷器，其保護(hù)點(diǎn)位置的選擇有兩種做法，一是在整個(gè)環(huán)網(wǎng)回路中的每個(gè)單元均安裝避雷器，該方法由于環(huán)網(wǎng)回路中安裝的避雷器數(shù)量較多，降低了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性且增加成本。方法二則有選擇地在環(huán)網(wǎng)單元安裝避雷器保護(hù)。上述兩種避雷器安裝措施應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行選擇，但是如果在環(huán)網(wǎng)回路中有一段架空線路的話，則應(yīng)在架空線路的兩端的環(huán)網(wǎng)單元安裝避雷器進(jìn)行保護(hù)。在避雷器選擇方面，具備防爆脫離功能和免維護(hù)的無間隙金屬氧化鋅避雷器更是首選。通常在10kV配電設(shè)備中選用HY5WS—12.7/50型避雷器，該型號的避雷器具有防水、耐污、防爆和密封性能好等特點(diǎn)，且體積小，重量輕，易安裝。
　　3結(jié)論
　　通過對地區(qū)的所收集的資料進(jìn)行綜合分析后并結(jié)合地區(qū)配電網(wǎng)防雷問題上存在的問題進(jìn)行分析與研究后，得出對地區(qū)配電網(wǎng)改進(jìn)措施如下：
　　（1）提高配電線路絕緣水平降低雷擊閃絡(luò)率、提高線路絕緣水平主要通過更換U50%沖擊放電電壓更高的絕緣子，增強(qiáng)配電線路的耐雷水平。
　　（2）在配電線路重點(diǎn)部位安裝避雷器進(jìn)行防護(hù)，鑒于避雷器僅能保護(hù)安裝的當(dāng)級桿塔，因此，可以選擇在配電網(wǎng)防雷薄弱點(diǎn)處進(jìn)行安裝，如線路分支處、T接處、重要配電設(shè)備處進(jìn)行安裝，進(jìn)行保護(hù)。
　　（3）采用保護(hù)間隙保護(hù)，保護(hù)間隙應(yīng)滿足先于絕緣子串放電，捕捉放電電弧根部引導(dǎo)雷電流入地，從而保護(hù)絕緣子串和線路不被燒毀，且保護(hù)間隙與線路的絕緣配合也應(yīng)當(dāng)保證在線路最大操作過電壓下不擊穿，不降低線路絕緣水平。
　　（4）針對配電設(shè)備接地電阻超標(biāo)的問題，提出了行之有效的降低接地電阻的方法與采用的降阻材料和使用方法，并對接地引下線的材料與安裝工藝進(jìn)行了要求。
　　（5）配電設(shè)備的防雷保護(hù)措施方面，對配電變壓器要求在低壓側(cè)安裝低壓避雷器，執(zhí)行“三點(diǎn)共一地”的接地方法，并對低壓避雷器的安裝位置進(jìn)行了要求。對柱上開關(guān)要求在兩側(cè)安裝避雷器進(jìn)行保護(hù)。電纜分支箱和環(huán)網(wǎng)柜設(shè)備的絕緣弱點(diǎn)在電纜分接頭處，應(yīng)在電纜接頭處安裝避雷器保護(hù)。
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