运行中的10 kV线路,雷击导致线路跳闸的概率很大。2016年的强雷暴雨天气,造成笔者所处的供电区内多条10 kV馈线的断路器跳闸,多起配电变压器损坏及多处线路绝缘子击穿等故障,公司和用户经济损失极其严重。鉴于此,探讨10 kV配电线路遭受雷击原因,采取有效防范措施显得十分必要。
1 10 kV线路遭受雷击原因
(1)绝缘导线线路防雷措施不力。我公司地处武汉新城区,通过改造,10 kV配电线路导线已换成了架空绝缘导线,绝缘导线线路遭雷击事故大多数发生在比较空旷或地势较高的区域。由于城区建筑物及树木等的屏蔽作用,线路遭受直击雷和绕击雷的概率较小,仅约占雷害事故的10%,而线路附近发生的雷云对地放电,产生感应过电压引起的线路故障则占90%。由于绝缘导线线路防雷措施仍和原来的裸导线线路防雷措施一样,致使在一个雷电日中曾有多条馈线的断路器跳闸,并发生了多起雷击绝缘导线断线事故。
(2) 10 kV线路避雷器安装不足。虽然配电变压器处安装了氧化锌避雷器,但一些较长的10 kV架空线路安装线路型氧化锌避雷器的数量却不足。
(3)线路上绝缘子清洁度不足。线路上采用的P-15针式绝缘子爬电距离为28 cm,由于常年受到工业污秽或自然界盐碱、飞尘等污染,在雨、雾等大湿度天气条件下,绝缘子表面的污秽尘埃被润湿,表面电导剧增,使绝缘子的泄漏电流剧增,造成绝缘子在工频和操作冲击电压下的闪络电压(污闪电压)显著降低,甚至有可能使绝缘子在工作电压下发生闪络。
(4)线路导线接触不良。早期电网建设中习惯使用并沟线夹作为10 kV线路的连接器,有的甚至采用缠绕法接线,这些都不是导线的最佳连接方法,致使导线连接点接触不良,经受不住强大雷击电流的冲击而烧断。
(5)避雷器接地不规范。首先是避雷器的接地引下线安装不符合规程要求。目前,避雷器接地引下线主要存在下列问题:有的未按照规程规定进行正确安装,有的甚至采用简单捆绑的方法,导致避雷器运行一段时间捆绑部位产生松动;有的接地引下线受外力破坏发生断裂、丢失,没有及时修复;有的接地引下线连接点紧固不牢,存在虚接现象等。其次是接地装置不合格。不合格的避雷器接地装置,因接地电阻大于10Ω,泄流能力低,雷击电流不能快速流人大地,也是线路故障不可忽视的原因。雷雨季节一旦避雷器动作,在强大的瞬时电流作用下,不合格的接地引下线连接点会马上被烧断,致使雷电电流不能立即向大地释放,安装的避雷器根本起不到防雷的作用。
2 防范10 kV线路遭受雷击的措施
(1)提高线路的绝缘防护水平。一是加强进网绝缘子质量全过程管控,从产品采购人库、试验检测合格,以及安装前复检全过程管控,保证在网运行绝缘子质量的良好;二是加强运行中绝缘子的零值检测工作,及时发现,及时更换;三是加强运行巡视,及时发现、更换挂网运行的缺陷和劣质绝缘子。
(2)换装、安装支柱式绝缘子或瓷横担。被击穿的绝缘子大都是P-15与P-20单裙、双裙及多裙针式绝缘子,该产品耐雷水平低,可以将其更换为支柱式绝缘子或瓷横担。安装支柱式绝缘子(PSQ-15)的线路尚未发现被雷击击穿的现象。对个别雷电活动强烈区域造成频繁跳闸的杆塔绝缘子,可适当增加绝缘子片数,以提高其承受反击电压的能力。
(3)及时清扫绝缘子。对污秽区域绝缘子定期或不定期地逐基登杆进行清扫,或采用带电水冲洗的方法进行清洁,确保绝缘子的各项参数在合格范围,以有效减少或防止污闪事故发生。
(4)加装线路型氧化锌避雷器。在空旷的地区,由于缺少高大建筑物的屏护,如没有安装线路型避雷装置,雷电直击线路现象就会频繁发生。原则上,此类线路可以加装避雷线进行防雷保护。对一些雷电活动频繁的10 kV架空裸导线线路段,则可按照一定档距安装线路型氧化锌避雷器,同时按照要求做好杆塔的接地。
(5)延长闪络路径。如在绝缘导线与绝缘子相连处加强绝缘,以及采用长闪络路径避雷器等。
(6)局部剥离绝缘导线。在多雷区域运行的绝缘导线,可以局部剥离其绝缘,使之局部成为裸导线,从而使电弧能在剥离部分滑动,而不是固定在某一点烧蚀,以保护导线不被电弧烧断。
(7)选用安普线夹连接导线。根据实际逐步淘汰并沟线夹作导线连接器,严禁将导线进行缠绕连接,选用连接性能较好的安普线夹连接导线。
(8整改接地装置。无论是引下线安装还是接地极(体)布置,在施工时都要严格按规程规定进行。同时,定期检查测量10 kV线路上接地装置的接地电阻值,对不合格的及时予以整改,保证接地电阻值不大于10Ω。