摘 要：10kV配電線路由雷擊引起的線路閃絡(luò)或故障的主要因素不是直擊雷過電壓而是感應(yīng)過電壓，感應(yīng)過電壓導(dǎo)致的故障比例超過90%。因此，配電線路的防雷保護(hù)的側(cè)重點(diǎn)應(yīng)放在感應(yīng)雷過電壓的防護(hù)上。本文對(duì)配電網(wǎng)的防護(hù)現(xiàn)狀進(jìn)行認(rèn)真的分析和研究。

關(guān)鍵詞：10kV;感應(yīng)雷;過電壓;防雷;措施

一、10kV配電設(shè)備的防雷保護(hù)問題

(一)配電變壓器的防雷保護(hù)

逆變換過電壓幅值取決于進(jìn)波電流幅值、波長(zhǎng)、接地電阻及變壓器變比等因素。此電壓可達(dá)到額定值十幾倍，大大超過了變壓器絕緣的耐壓值，導(dǎo)致變壓器中性點(diǎn)附近的絕緣被擊穿。因此，對(duì)配電變壓器的保護(hù)還應(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”，如圖1所示。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。低壓側(cè)安裝避雷器主要有兩種形式，第一種安裝在低壓總?cè)蹟嗥骰虻蛪嚎倲嗦菲髑岸耍�主要用于保護(hù)變壓器;第二種安裝在各線路出線前端，主要用于保護(hù)出線電能表與電力設(shè)備。這里需要注意的是，低壓避雷器的接地線必須接在變壓器零線出線的首端。這是因?yàn)槟壳芭潆娮儔浩鞫佳b有低壓電流型漏電保護(hù)器，因?yàn)殡娏餍捅Ｗo(hù)器不允許其后的零線重復(fù)接地，也就是低壓避雷器不適宜安裝在保護(hù)器后面，如果保護(hù)器停用，避雷器沒有接地，起不到避雷保護(hù)作用。因此，作為出線保護(hù)的低壓避雷器應(yīng)該分別裝設(shè)在各個(gè)保護(hù)器的前端。

(二)電纜分支箱及開關(guān)柜的防雷保護(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(lái)越廣泛，電纜分支箱和開關(guān)柜在配電線路中的使用越來(lái)越普遍，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(wú)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(hào)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。

(三)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(duì)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(huì)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)安裝避雷器來(lái)進(jìn)行保護(hù)，可避免在防雷保護(hù)上存在的缺陷。、

二、10kV配電線路防雷保護(hù)措施

(一)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(duì)架空絕緣線路形成有效的保護(hù)。由于無(wú)間隙避雷器長(zhǎng)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(duì)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(duì)配電線路進(jìn)行全面的保護(hù)。

(二)有選擇性的投運(yùn)自動(dòng)重合閘

在配電線路中，線路形式多樣，存在架空線路、架空絕緣線路、電纜線路等，電纜線路中一旦發(fā)生故障則為永久性故障，而自動(dòng)重合閘如果是合到永久性故障點(diǎn)，會(huì)造成事故擴(kuò)大，發(fā)生使電纜或設(shè)備損壞事故，或者發(fā)生“火燒連營(yíng)事故”。不管配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和線路組成，不適當(dāng)?shù)膹?qiáng)調(diào)自動(dòng)重合閘的投運(yùn)率，在某種程度上說(shuō)是增大了配電網(wǎng)發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)。從上述分析中可以看出，自動(dòng)重合閘應(yīng)在不同的線路形式情況下有選擇的投運(yùn)。

1、由于純電纜線路一旦發(fā)生故障則將發(fā)展成為永久性故障，因此，在純電纜線路中不適合采用投運(yùn)自動(dòng)重合閘的運(yùn)行方式。

2、在純架空線路條件下，故障多為瞬時(shí)性故障，自動(dòng)重合閘能有效處理該線路形式中出現(xiàn)的故障，因此，在純架空線路條件下建議采用投運(yùn)自動(dòng)重合閘的方式提高線路的供電可靠率。

3、架空線路與電纜混合網(wǎng)屬于在實(shí)際應(yīng)用中比較多的線路形式，在這種線路形式下，是否投運(yùn)自動(dòng)重合閘應(yīng)該按照各種線路形式所占比例決定是否投運(yùn)。

(三)提高線路絕緣水平降低10kV配電線路閃絡(luò)概率

由于感應(yīng)雷過電壓的幅值要小于直擊雷過電壓的幅值，但是幅值的范圍變化較大，主要與雷云活動(dòng)與放電的形式有關(guān)。當(dāng)雷云活動(dòng)比較靠近配電線路且發(fā)生云對(duì)地放電時(shí)，感應(yīng)雷過電壓幅值較大，容易對(duì)配電線路造成影響，造成絕緣擊穿;而當(dāng)雷云活動(dòng)離配電線路比較遠(yuǎn)，且發(fā)生云對(duì)云放電時(shí)，發(fā)生感應(yīng)雷過電壓幅值比較小，對(duì)配電線路的影響小，不會(huì)影響到配電線路的運(yùn)行。感應(yīng)雷過電壓主要是針對(duì)架空線路起作用，雖然在配電網(wǎng)中現(xiàn)已大量使用架空絕緣線路，能小幅度的提高配電線路的絕緣水平，但是架空絕緣導(dǎo)線主要是針對(duì)是豎相矛盾等問題，就防雷的角度而言無(wú)法起到?jīng)Q定性作用，因此，需要更換沖擊U50%放電電壓較高的絕緣子，以提高配電線路的絕緣水平，提高配電線路的耐雷水平。

(四)降低接地電阻的措施

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(rùn)土降阻防腐劑，對(duì)降低桿塔的接地電阻效果明顯。

GPF-94高效膨潤(rùn)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(duì)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。

(五)并聯(lián)間隙絕緣子的使用

用于10kV配電線路的防雷保護(hù)間隙的設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮以下幾個(gè)方面的要求：首先，雷擊線路時(shí)，保護(hù)間隙應(yīng)當(dāng)能夠先于絕緣子串放電，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，這是保護(hù)間隙的首要作用。其次，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。

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。其次，我們所設(shè)計(jì)的間隙對(duì)于正常的系統(tǒng)預(yù)測(cè)的操作過電壓則不應(yīng)擊穿。這是因?yàn)檎麄�(gè)配電線路是按照耐受系統(tǒng)預(yù)測(cè)的操作過電壓設(shè)計(jì)的，如果間隙不能耐受操作過電壓，就等于降低了整個(gè)配電線路的絕緣水平，這是不允許的。

三、結(jié)束語(yǔ)

配電網(wǎng)防雷的重點(diǎn)應(yīng)放在感應(yīng)雷過電壓上。感應(yīng)雷過電壓主要是針對(duì)架空線路作用，而對(duì)電纜線路的影響比較小，但是在城市配電網(wǎng)由于有高層建筑物對(duì)配電線路起到了屏蔽作用，所以在城市配電網(wǎng)遭受感應(yīng)雷過電壓的影響比較小，因此，對(duì)配電網(wǎng)的防雷保護(hù)應(yīng)放在城鄉(xiāng)結(jié)合部的架空配電線路上。

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