10kV架空线路雷击跳闸原因与防雷措施探讨

探讨

摘要：10kV架空线路雷击危害事故频繁发生，严重威胁到10kV配电网供电的安全性、可靠性和经济性，直接影响到广大人民群众的正常生产、生活用电。结合经验，对10kV架空线路运行时发生雷击跳闸的原因进行归纳总结，分析探讨了10kV架空线路的雷电综合防护措施，具有非常重要的工程实践应用意义。

关键词：10kV架空线路；雷击危害；防雷保护 引言

对于架空输电线路来说，其本身因为工作的环境相比较其他电路而言更为恶劣，所以受到雷击的现象时有发生，由此一来，架空输电线路的防雷措施的研究成为了电力方面的主要研究内容之一。到目前为止，我国部分地区的10kV电网因雷击造成的故障占我国整体的线路雷击故障的较大比例。对于这类故障来说，其根本的原因是在雷击过后其本身的工频续流线路绝缘子等线路因素造成了损害，因此导致线路跳闸现象。在我国高压输电线路中，架空输电线路受到雷击造成线路跳闸停电现象屡见不鲜，由此文章展开10kV架空线路雷击跳闸原因与防雷措施的研究，具体如下。

一、10kV架空线路雷击跳闸原因探讨 （一）感应过电压引起的跳闸

从电压数值上来说10kV相对于城市市区的110kV或者更高的电压较小，这是因为10kV架空线路用于城市郊区的远距离输电。架空线路的杆塔绝大多数远离市区，位于相对偏远的城市郊区，如郊区的水田附近等地区。由于架空线路在远离市中心的郊区，其防雷措施没有市区完善，还有线路的杆塔在水田附近，土

壤较为湿润，众所周知，水是导电的物质，导电性能比湿润的土壤要强大得很多，在雷电天气下，线路会遭到雷击，从而引起感应雷电过电压引起的线路跳闸事件。

（二）绝缘水平不匹配引起跳闸事故

10kV架空线路绝缘水平与电气设备绝缘水平之间存在不配合问题，是导致配电网发生雷击跳闸事故的主要原因之一。10kV架空线路由于受当时建设制造水平、设计方案以及后期运行维护措施等因素的影响，很多线路在耐张杆塔上直接采用两片LXY1-70型玻璃绝缘子串，而其跳线绝缘子则采用SC-210型瓷瓶。另外，架空线路配电变压器高压侧及电缆人地端则仅采用单组阀式避雷器进行雷击防护。而从大量雷电冲击试验数据可知，两片LXY1-70型玻璃绝缘子的U50%冲击放电电压高达195.85kV，而SC-210型支柱式瓷瓶绝缘子其U50%冲击闪络电压大约为255.73kV。但根据DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》行业标准相关技术要求：10kV配电变压器全波冲击耐压在75kV左右，这样就会导致绝缘子绝缘水平与线路不匹配，加上避雷器泄流能力有限，导致一部分雷电过电压仍能侵入到配电电气设备及电缆线路侧，进而导致线路发生跳闸事故。

（三）接地引下线存在的问题导致的跳闸

接地引下线是为了将雷电引到地面上，以免线路电缆遭受到雷电的电击，导致发生线路发生跳闸或者更为严重的电力事故。在地面上架设的绝缘线路，其原理与油罐车在地面上设有一条链条而避免产生电火花引起火灾爆炸等安全事故，有着异曲同工之妙。接地引下线是连接设备与接地体的设施，它的质量好坏对于防电性能具有重要作用。而在现实10kV架空线路接地引下线施工过程中出现线路连接不够合理规范的问题，这是接地引下线存在的不合理规范问题而引起跳闸现象的主要体现阁。

（四）避雷器防雷性能质量降低引起跳闸事故

目前，一些10kV架空线路中依然还存在使用老式阀型避雷器的问题。由于阀型避雷器已经运行较长岁月，其密封已经受到破坏而受潮，运行相电压时其电晕效应相当严重，进而在避雷器内部产生硝酸盐等化合物，致使气体中的氧和氮大量减少，导致避雷器气压降低，工频放电电压也大大下降。另外，污秽等除了

会引起避雷器放电电压降低外，还能使避雷器灭弧性能降低，严重时还可能切断不了续流进而引发避雷器发生爆炸。

二、加强10kV架空线路防雷性能而采取的有效措施 （一）架设耦合地线

架设耦合地线是针对感应过电压引起的跳闸而采取的措施。耦合地线是在架空线路的导线下面与附近区域而架设的地线，是为了降低反击跳闸率而架设的线路。对于10kV架空线路而言，其杆塔高度较低，其受到电击的雷电类型最为普遍的是直击雷，相对而言，直击雷对线路本身的跳闸现象影响概率并不是很大，其线路本身不会直接跳闸，而大多数的原因是雷击之后感应过电压间接引起跳闸。所以要从源头上即从感应过电压方面加强采取措施。在容易发生感应过电压的地方，架设耦合地线，应用耦合地线具有的电磁屏蔽作用降低感应过电压的破坏水平，从而减少因感应过电压而引起的不利影响。

（二）选用线路氧化锌避雷器

在10kV架空线路上安装氧化锌避雷器来防护雷电过电压，是国际上广泛推广应用的防雷措施之一。在架空线路上安装氧化锌避雷器后，一旦出现雷击架空线路杆塔时，雷电流将会被分流，一部分雷电流经过杆塔接地体直接泄入大地中；而雷电流中超过允许值的另一部分，则可以通过避雷器进行分流，大部分雷电流可以通过线路避雷器分流到导线上，传播到邻近的杆塔接地体中泄人到大地，这样就可以减少雷击跳闸事故。加装线路氧化锌避雷器时，大部分雷电流可以通过避雷器有效流入到大地中，线路电压波动范围不大；而没有加装氧化锌避雷器时，线路雷电流不能有效泄入大地，进而导致线路电压剧烈波动，最高可到270kV左右。可见加装线路氧化锌避雷器后，所取得的防雷效果十分明显。另外，采取线路避雷器与绝缘子并联的防护体系，具有良好钳位作用，即避雷器的残压低于绝缘子串50%放电电压，这样即使雷电流增大引起避雷器残压增加，线路绝缘子也不会发生闪络事故。

（三）安装自动跟踪补偿消弧装置

安装自动跟踪补偿消弧装置就是为了保证架空线路的电容电量满足要求，保证其电容电流大于10A，现实中这种装置在补偿电容电流后，将残余的电流值控制在理想状态下，也就是说小于5A的电流，从而补给了线路的电容电压的流失，也保证了大大加强了防雷性能。

（四）安装可调式防雷保护间隙

从大量工程实践经验可知，防范10kV架空线路雷击断线事故的重要理念就是“堵塞”和“疏导”。在10kV架空线路易落雷点部位安装穿刺型可调式保护间隙，整定保护间隙放电电压为线路绝缘子的50%～冲击放电电压的90%，这样就可以使得保护间隙先于绝缘子放电，达到“堵塞”和“疏导”效果。这是按照先“堵塞”后“疏导”原理进行雷电防护，也就是利用保护间隙限制雷击过电压的幅值，进而可以抑制雷击闪络后的工频续流起弧效应，避免10kV架空线路发生过流烧损断线事故。

结束语

10kV架空配电线路是电力系统的重要组成部分，具备的绝缘性能也有着很大的差异。针对10kV架空线路出现的跳闸故障，受到雷电袭击而导致的跳闸故障概率约为80%，所以，需要对雷电线起的跳闸现象提高认识，采取合理的防雷保护措施。需要架设耦合地线、选用线路氧化锌避雷器、安装自动跟踪补偿消弧装置、安装可调式防雷保护间隙，从而提高10kV架空线路的整体防雷水平，进一步提高架空线路的整体防雷性能，为用户提供安全可靠的电力供应。

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