降低配电网架空绝缘线路雷击断线和跳闸率的防护措施

降低配电网架空绝缘线路雷击断线和跳闸率的防护措施

秦 林（国网池州供电公司，安徽省池州市247000）

【摘 要】【摘 要】配电网10kV架空线路具有较高的雷击跳闸率，而绝缘导线遭受雷击时往往发生断线。一旦发生跳闸或雷击断线会对本地区供电造成直接的影响，严重影响供电可靠性，甚至导致人身事故，必须采取有效的防护措施来避免这一情况的发生。本文对架空配电线路的防雷水平进行了简要的介绍，提出了降低配电线路雷击断线和跳闸率的具体防护措施。 【期刊名称】低碳世界 【年(卷),期】2016(000)031 【总页数】2

【关键词】【关键词】跳闸率；雷击断线；配电线路

引言

雷击会对10kV架空配电线路，造成直接的影响和损坏，很容易造成断线故障。一旦发生雷击断线和跳闸，不仅会造成供电中断或停电，还可能造成人身安全事故。因此必须采取有效的措施来提高配电线路的防雷水平，科学地选择防雷击断线措施，降低配电线路雷击断线和跳闸率。

1 架空配电线路的防雷水平

配电线路的耐雷能力又被称为配电线路的防雷水平，要对配电线路的防雷性能进行判断，必须参照配电线路的防雷水平。在配电线路运行的过程中，感应过电压、直击雷过电压都会对其产生影响。在10kV架空线路的运行过程中如果受到雷击，就会产生雷击过电压。在配电线路上，雷击过电压往往会导致高幅值的过电流，从而损坏配电线路，对配电线路运行的可靠性和安全性造成直接

的影响。还有一种直接雷电并不会对配电线路造成直接的影响，而是对配电线路附近的大片区域的空气电磁场产生影响，从而产生一定的感应过电压。在开始雷击放电时，雷云和先导通道的电场中会出现先导放电线路，此时容易产生静电感应。导线的方向直接决定了也导向方向的电磁场强度分量，为了将导线两端的正点负荷变为束缚电荷，必须先将其吸引到先导通道的一段导线上，然后在此变为束缚电荷[1]。但是在这个过程中，如果架空配电线路具有较低的防雷水平，雷击电流就会对配电线路造成直接的损坏。因此必须采取有效的措施对配电线路的雷击断线和跳闸率进行评估和控制，才能保障配电线路的可靠性和安全性。

2 安装穿刺型防弧金具和绝缘横担雷击跳闸率比较

绝缘横担 （S-185）、复合悬式棒形绝缘子 （FXBW6-10/ 70）、FZB复合绝缘支柱、PS-15瓷绝缘子、P-20瓷绝缘子、P-15瓷绝缘子在10kV架空绝缘线路中应用的非常普遍。本文选择了FXBW6-10/70、S-185、P-15等常用绝缘子进行模拟实验，使用1.2/50Ls雷电压波形。对以上绝缘子进行导线连接的击穿电压Ub实验，以及U50%放电电压实验。以实验数据为基础，计算不同电流幅值下配电线路65m处的感应雷击跳闸率，具体情况见表1。

通过计算结果可以发现，要提高线路的防雷击断线，可以通过提高其绝缘水平，但是并不能完全避免雷击断线。因此应该使用更长的绝缘横担，使线路的绝缘水平得到提高。最小电弧距离又被称为绝缘长度，本文在绝缘横担和复合悬式棒形绝缘子中选取了不同的绝缘长度，对其进行雷电冲击实验，以期获得合适的绝缘长度。通过实验可知，复合绝缘子的最小电弧距离为400mm时，绝缘导线的绝缘层能够耐受98.3kV的雷电全部冲击。此时能够对≤100kA雷电流

距线路≥65m线路产生的感应过电压进行有效的降低。在施工时可能会损伤导线的绝缘层，导致其难以达到出厂的绝缘强度，而且导线的绝缘强度，也具有较大的分散性，因此在实验时不会对导线的绝缘强度进行考虑[2]。

通过实验数据可知，如果雷电流的幅值是100kA，使用S-185的断线事故率高于400mm绝缘横担。而且绝缘长度为400mm的绝缘横担本身具有较强的雷电冲击耐受电压，通过对绝缘导线进行连接，也能够保持一定的绝缘水平，使架空绝缘线路对感应过电压的耐受能力增强，减少了雷电危害。但是如果采用穿刺型防弧金具进行安装，又会提高跳闸率。加之绝缘导线芯线和穿刺型防弧金具之间的连接，会使绝缘层破损损伤，绝缘导线的芯线和绝缘层，很容易造成断线。

根据实验发现，与不安装防护措施相比，安装穿刺型防弧金具的线路具有更高的雷击跳闸率，安装绝缘横担的线路则雷击跳闸率相对较低。穿刺型防弧金具能够提供60～70%的绝缘子击穿电压幅值，作为放电间隙击穿电压幅值，也就是采用穿刺型防弧金具要防止雷击断线，就必须提高雷击跳闸率。而使用绝缘横担则可以同时降低雷击跳闸率和雷击断线率，具有更高的优越性和适应性。

3 使用外串联间隙金属氧化物避雷器

3.1 外串联间隙金属氧化物避雷器的工作原理

图1为外串联间隙金属氧化物避雷器的电路原理图。其中MOA是氧化锌避雷器，R2是绝缘子，C是串联空气间隙、R1绝缘导线绝缘层。

外串联间隙金属氧化物避雷器主要包括支撑横担、氧化锌避雷器本体、引弧金具，为了使操作过电压和工频电压对避雷器的作用减少，引弧金具和导线之间会形成串联空气间隙，对延长外串联间隙金属氧化物避雷器的使用寿命有一定