配电线路防雷对策

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1、配电线路防雷对策10kV配电线路系电力系统中公里数较长且与用户关联最为密切的电压等级线路。由于众所周知的原因，10kV线路的绝缘水平普遍较低，故其受雷击后极易发生瓷支柱绝缘子爆裂或断线事故。　　关键词配电线路；防雷；对策　　TM72A1674-6708（2011）54-0061-03　　0引言　　以防止接地短路事故和公共安全为目的，高压配电线路的绝缘化从1999年开始，经过十几年的时间发展，安阳地区基本完成了配电线路80%的绝缘化。　　通过绝缘化，因人身事故和树木接触而引起的接地短路事故急剧减少。而且，通过绝缘化，因雷电以外的原因而引起的断线也大幅度减少。但是，因雷电引起的断线反而增

2、加，在高压配电线路的断线原因中，雷害所占的比例与使用裸导线时相比，使用绝缘导线时增加了40%。此外在绝缘导线断线的情况下，即使导线垂落地面上，由于有绝缘被覆，也不能检测出接地，产生尽管断线还继续送电的可能性，成为公共安全的重大问题。因此，供电公司将配电线路防雷为重要课题对待。　　1配电线路上产生的雷电过电压　　1.1威胁配电线路的雷电过电压的种类　　对配电线路的绝缘形成威胁的雷电过电压，有如图1所示的3种雷害原因。　　　　图1　　1.2直击雷　　直击雷电过电压是雷直击配电线路时产生的过电压，流入的电流、产生的电压都极其大。其雷电冲击现象，为当电力线上流过急剧的电流时，电流I和在电力线

3、上产生的电压U有如下关系：　　过电压U=冲击阻抗Z×雷电流I（1）　　线路的冲击阻抗是早些时间给出的流过线路的电流和在线路与大地间产生的电压的关系，由配电线路的形状和距地面高度决定。通常配电线路的相导线，其冲击阻抗为300Ω~500Ω。等价的导体截面越小，冲击阻抗越大。　　例如，若20kA的雷电流直接落到配电线路的中间上，在线路两侧流过10kA的电流，若设配电线路的冲击阻抗为500Ω，则根据式（1）计算，产生的雷电过电压极大为5000kV。　　由于5000kV大大超过高压配电线路的绝缘，故容易使绝缘子放电（绝缘破坏），同理，对于直击雷，即使是小的雷，如果不采取对策，也会导致绝缘破坏。

4、　　1.3感应雷　　威胁配电线路绝缘的感应雷是在雷放电的回击过程中产生的。感应雷有以下特征：　　感应雷的主要成分是在雷放电的回击过程中产生的。　　在配电线路上产生的感应雷电压在距落雷地点最近的点为最大。　　雷电流和感应雷电压的极性相反。即负极性雷电流和正极性感应雷电压、正极性雷电流和负极性感应雷电压的组合。　　1.4逆流雷　　当雷落到高建筑物时，一部分雷电流流过与该建筑物连接的配电线路，由此电流引起配电线路损害。　　由于雷不直接落到配电线路上，故与直击雷不同；由于一部分雷电流流入配电线路，故与感应雷不同，而产生逆流雷时，存在配电线路末端的避雷器烧损事故不断增加，在向无线中继站和电视塔

5、等位于地势较高处的站所供电的配电线路中，若站所侧的接地电阻高，则铁塔落雷时接地电位上升，致使较大雷电流反向侵入。在这些站所中，需确保极低的接地电阻值。　　2配电设备的绝缘特性　　50%闪络电压：在多次施加同样波形、相同峰值冲击电压的情况下，将闪络发生的概率为50%的电压值称为50%闪络电压。该值是实验测试的闪络，由升降法或插入法求得。　　雷电冲击耐压：即使对试品施加该电压，也不产生绝缘破坏的电压值就是耐压。　　2.1绝缘子和设备的绝缘特性　　各种绝缘子和设备的特性，对通常所用的绝缘子，各生产厂家产品均符合国标。其雷电冲击耐压，大致如下：　　1）10kV配电线路的雷电冲击耐压为60kV

6、以上；　　2）一般串联设备比并联设备的耐压高，下列设备如按雷电冲击耐压能力从高到低顺序排列，则为：高压耐张绝缘子＞高压针式绝缘子＞充气式（真空）开关＞高压熔断器＞柱上变压器。　　将串联设备的耐压设计的比高压熔断器和柱上变压器的耐压高的理由，是因为串联设备中的设备的绝缘破坏的影响范围广。　　2.2绝缘子和设备的电压-时间（U-t）特性　　　　图2　　图2在雷电冲击耐压试验中，绝缘子和设备施加将要发生闪络的电压，求出50%闪络电压和标准偏差。　　若从50%闪络电压徐徐上升所加的雷电冲击电压，则如图2所示，发生闪络的时间将缩短。将施加的电压峰值（U）和从施加雷电冲击电压开始到闪络的时间（t

7、）之间的关系称为U-t特。　　　　图3　　如图3所示，假如在避雷器的U-t曲线时间短的一侧具有急剧上升的A特性，则在施加相当大电压的情况下，最初在设备侧产生闪络，避雷器未起作用。实际上避雷器的放电电压如图3中B特性所示，在所有时间点比设备的闪络电压都低，能起到保护作用，我们可以认为10kV配电设备和避雷器可确保充分协调配合。　　3配电线路的雷害情况　　3.1绝缘部位闪络由工频续流引起的损害　　因雷电过电压而使绝缘部位闪络成为引发条件，必然产生雷害事故。但是