1 10 kV线路常用防雷措施及不足
(1)线路绝缘化改造。架空绝缘导线因具有较好的绝缘水平、防雷击、投资少等优点,在配电线路中得到广泛的应用,但雷电过电压造成的绝缘导线断线的缺陷也很明显。运行经验表明,架空绝缘导线遭受雷电过电压绝缘子闪络时,相间电弧会使绝缘导线熔断。当发生雷电过电压闪络,尤其相间(不一定在同一电杆上)发生闪络后,沿着雷击通道引起工频续流,电弧热量剧增,但是由于架空绝缘导线绝缘层阻碍电弧在其表面移动,高温弧根停留在绝缘层的击穿点,使该点温度过高、导线熔断,发生断线。
(2)加装线路型避雷器。线路型避雷器可以提高线路耐雷水平、降低雷击跳闸率,尤其是对防止易击段杆塔线路绝缘子雷击闪络作用明显。但由于避雷器长期挂在配网中承受系统运行电压,其电阻片会发生老化失效,如果电阻片损坏时,会造成线路短路故障,雷电时,会发生避雷器击穿故障,不利于配网的正常运行。
(3)加装防弧线夹。纯间隙防弧线夹,平时由于空气间隙的作用不会出现放电现象,只有当绝缘线路遭受雷击放电时,高压电极通过穿刺刺齿穿透绝缘导线的绝缘层或直接接触的夹线金具,与导线紧密接触,引出高电位,通过电磁力作用将电弧弧根引到放电球上,并击穿空气间隙与铁横担(绝缘子钢脚)放电释放能量,从而保护导线免于被烧断,保护绝缘子免遭损坏。由于其不能截断工频续流,导致线路跳闸率较高,需依靠重合闸保障配网的正常运行。而且,安装该线夹时,受现场线路设备影响较大,对安装要求高,安装间隙较远则不具备泄流条件,如果泄流头安装位置不对,又会将电流引向瓷绝缘子,造成瓷缘子损坏。
2 10 kV荆华线防雷综合治理
笔者现以某供电公司10 kV荆华某线为例分析如何根据实地情况采取防雷措施。
10 kV荆华某线始建于20世纪80年代,由220 kV荆溪变电站作为电源。现线路单回全长2105m。其中,架空线路长度为1 930 m,导线型号JKLYJ-240 ;电缆线路长度为175 m,电缆型号为YJV22-7.8/15-3 x300。共有电杆18基,其中方杆6基。全线除N6杆外,其余均未安装接地引下线,且只有少量杆塔安装了线路型避雷器及间隙式放电线夹,线路整体防雷可靠性较弱。
2.1 10 kV荆华某线地形及雷击分析
根据10 kV荆华某线地形走势分析,该线N1-N4杆处于地势低洼的开阔平原地带,且N1与N2杆上方均有110 kV线路跨越,形成天然的防雷屏障,不易受雷击;N3-N4杆因新建城市道路改为电缆线路从路基下方穿过,该段未发现被雷击的情况。
N5-N10杆处于海拔较高起伏较大的丘陵地带,受雷击的概率大大增高。6基电杆都处于山坡丘陵,其中N5杆处于山腰处,不易受雷击N6-N7杆上方有110kV线路作为天然屏障,不易受雷击;N8杆处于该线路的最高点,四周地势开阔,受雷击概率最高;N9杆位置等同于N5杆的山腰处,不易受雷击N10杆海拔再次小幅上升,也处于地势开阔的小山包上,受雷击概率较局。
N11-N15杆进入居民区,四周房屋增多,受雷击概率较小。
N15-N16杆是档距超过200 m的大跨越,但N16处于山腰处,线路被雷击的概率不高。
N17‑N18杆完全进入地势平坦开阔的工厂区,受雷击概率较低。
雷雨天气过后,通过无人机进行抵近线路的精细化拍照,证实了上述分析的正确性。该线N8杆,经画面辨认,上层针式瓷绝缘子裙边被雷击损坏;N10杆塔头,经画面辨认,上层两相瓷绝缘子与新安放电线夹均有雷击放电痕迹。
2.2 10 kV荆华某线防雷治理方案
(1)为防止线路上导线被雷击,在N1-N18杆逐基加(换)装线路型避雷器。
(2)对N1-N18杆逐基加(换)装接地引下线,并制作接地网(同步测试接地电阻)。
(3)针对N8和N10两基易受雷击的杆塔,换装爬距较大的防雷型针式绝缘子。
(4)结合线路防雷整治停电的机会,同步开展配网状态检修及其他线路消缺工作。
3 10 kV荆华某线防雷治理成效
10 kV荆华某线通过全线防雷整治,减少了因雷击原因造成的线路设备故障引起的10 kV主线停电事件,提升了农村地区配网线路安全运行水平,提高了供电可靠性。自该线全线防雷治理完成后,还未发生因雷击引起的线路跳闸事件。因此,农村地区10 kV配网线路如能因地制宜采取相应的防雷治理措施,是能够大幅降低因雷击引起的配网线路跳闸率的。