10kV架空配电线路防雷措施.doc

10kV架空配电线路防雷措施 摘要：针对10KV架空配电线路常发生雷击断线事故，从而进行防范措施探讨，以求提高10KV配电网安全运行水平。目前10KV架空配电线路上，现在都已广泛地应用了绝缘导线。可以说，配电网架空导线的绝缘化，已是一项成熟的技术。 　　但是，绝缘导线在应用过程中，也出现了一些新的问题。其中，最为突出的问题，是遭受雷击时，容易发生断线事故。据有关资料的统计，南昌经开区2008至2009年两年内，一个30平方公里的供电区域内，雷击断线事故与雷击跳闸事故约为35次，直接损失电量约为30万千瓦时，严重降低了供电可靠性，给社会带来了不良的效果。这两年里雷击断线事故率占76.2%。 　　以上一些统计资料表明：雷击断线事故，是应用绝缘导线中最突出的一个严重问题，这引起我们的广泛注意，并积极开展对等试验研究工作，并找到许多有效的防范措施。 一、雷击断线与跳闸机理　 　　1电弧放电规律 　　① 电网雷电过电压闪络，亦即大气压或高于大气压中大电流放电，为电弧放电形式。 　　② 雷电过电压闪络时，瞬间电弧电流很大、但时间很短。 　　③ 当雷电过电压闪络，特别是在两相或三相（不一定是在同一电杆上）之间闪络而形成金属性短路通道，引起数千安培工频续流，电弧能量将骤增。 　　2 架空绝缘导线断线 　　当雷击架空绝缘线路产生巨大雷电过电压，当它超过导线绝缘层的耐压水平时（一般大于139KV）就会沿导线寻找电场最薄弱点将导线的绝缘层击穿（通常在绝缘子两端30公分范围内），形成针孔大小的击穿点，然后对绝缘子沿面放电形成闪络，最后工频电弧向绝缘子根部的金属发展后形成金属性短路通道，工频电弧固定在一点燃烧后熔断导线。 　　3 架空裸导线的断线率低但跳闸事故频繁 　　当雷击架空裸导线产生巨大雷电过电压时，就会沿导线寻找电场最薄弱点的绝缘子沿面放电形成闪络，最后工频电弧向绝缘子根部的金属发展后形成金属性短路通道，引发线路跳闸事故。由于接续的工频短路电流电弧在电磁力的作用下沿着导线向背离电源方向移动，一般不会烧断导线。 二、灭弧方法 使电弧的弧根拉长熄灭 断路器跳闸灭弧 使过电压能量释放 三、防止雷击断线与跳闸事故的思路 　　1 提高线路绝缘水平或避免产生雷电过电压。 　　如：局部加强绝缘、架空避雷线 　　2 使电弧燃烧熔断导线的时间延长到超过断路器跳闸的时间,通过断路器跳闸来灭弧。 　　如：放电绝缘子、保护间隙、防雷金具等 　　3 使电弧在熔断导线前瞬间熄灭。 　　如：避雷器、线路过电压保护器等 四、过电压保护措施 　　1 局部加强绝缘提高线路绝缘水平 　　将配电线路中的瓷绝缘子更换成为硅橡胶绝缘横担，全线提高线路绝缘水平，雷电引发的工频续流因爬距大而无法建弧。为了降低线路造价，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厚绝缘也是一种尝试的办法。 　　优点：有效提高线路绝缘水平，免维护。 　　缺点：更换绝缘子的投资成本较大，而且只能减少断线机率，防止绝缘导线雷击断线效果不明显。 　　2 架空避雷线 　　作用： 　　在空旷地区同杆架设架空避雷线对配电架空绝缘线路进行屏蔽保护，架空绝缘线上的感应电压将降低(1-k)倍，k为避雷线与导线之间的耦合系数乘以冲击系数。 　　缺点： 　　① 投资成本大。 　　② 雷击架空避雷线后容易造成反击闪络/定位高度较低的雷电先导容易产生绕击闪络：仍然可能引发工频续流熔断绝缘导线。 　　3 保护间隙 　　作用： 　　保护间隙将电弧拉长，使电网电压不能维持电弧燃烧，是一种最简单的灭弧装置。 　　缺点： 　　① 间隙不能切断雷电流之后的工频短路电流，必须借助于自动重合闸配合来切断电弧。 　　② 间隙电压扰动将影响电能质量。 　　③ 间隙放电可能导致线圈形式的设备陡波击穿。 　　4 放电绝缘子 　　也称放电绝缘子或钳位绝缘子。 　　日本东京电力公司采用放电钳位绝缘子以防止绝缘导线雷击断线，如图所示。即在绝缘导线固定处剥离绝缘层，加装特殊设计的金属线夹。当雷电闪络引发工频续流时，工频续流在该金属线夹上燃弧直至线路跳闸以熄灭工频续流，从而避免烧伤绝缘子和熔断绝缘导线。 　　5 防雷金具 　　防雷金具在原理上与钳位绝缘子相同。 　　在绝缘导线固定处剥离绝缘层，加装特殊设计的金属线夹。当雷电闪络引发工频续流时，工频续流在该金属线夹上燃弧直至线路跳闸以熄灭工频续流，从而避免烧伤绝缘子和熔断绝缘导线。 　　6 悬垂线夹闪络保护器 　　根据同一原理，芬兰Nokia公司研发的被覆线配电系统（SAX系统），采用悬垂线夹和其它装置作为闪络保护器，悬垂线夹承受工频电弧。该装置抗震性能较差，线路风吹舞动时，常发生故障。 　　﹡放电绝缘子、防雷金具及悬垂线夹的缺点： 　　① 对供电可靠性和电能质量有所降低； 　　② 存在如何防水浸入绝缘线芯