（无锡供电公司 江苏无锡 214000）
摘 要：随着中压配网架空绝缘化率的逐年提升，雷击故障特别是雷击断线的问题更加突出，本文通过对无锡地区架空绝缘线路雷击防护措施有效性的分析，提出了适应地区特点的雷击防护措施的选用要求，并提出了线路改造的相关要求，有利于促进地区配网雷击防护水平的提升。
关键词：配网 雷击 防护
配网承接主网和用户，其安全稳定运行直接为电力用户所感知，随着城镇化进程的加快，逐步提升配网架空线上绝缘化比例以降低树木异物对线路的影响，合理利用线路通道资源，降低配网线路故障率，但与此同时，绝缘线路受雷击故障的影响也日益突出，采取科学的雷击防护措施对于配网的安全稳定运行起着重要的作用，特别是春夏雷雨季节成效更为突出，本文通过对无锡地区架空绝缘线路雷击防护措施的分析，提出了选用要求和改进措施。
1 雷击防护现状
1.1 雷击防护措施
无锡地区使用的雷击防护措施主要有防弧金具、避雷器、防雷屏蔽线、过电压保护器、复合柱式氧化锌防雷绝缘子等。其中市区以防弧金具为主，防雷屏蔽线和防雷绝缘子是近年引进的雷击防护措施；江阴以避雷器+过电压保护器相配合为主要防护措施；宜兴以防雷屏蔽线为主要防护措施，全地区柱上开关、柱上变压器均以避雷器为主要防护措施，见表1。
1.2 雷击防护原理
采用的雷击防护措施中防弧金具、避雷器、防雷屏蔽线、过电压保护器较为常见，而防雷绝缘子则是无锡近年引进的一种新型雷击防护措施，不同于防雷支柱绝缘子由外在间隙放电避免导线烧伤，该设备是将空气间隙内置到绝缘子内部，从而避免其受大气环境的影响，保证放电电压的稳定性。当线路受到雷击过电压且尚未达到绝缘子闪络电压时，间隙开始放电，电流通过间隙导向氧化锌阀片释放到大地。
2 雷击故障现状
2.1 受击设备分析
对近年发生雷击断线和配网设备损坏的91起雷击故障进行分析，主要为架空导线、柱上开关和柱上变压器，其中柱上开关主要为桩头雷击损坏，柱上变压器主要为跌落式或高压回线损坏，雷击断线问题仍是雷击故障最大的危害，见表2。
2.2 雷击断线
近年无锡共发生雷击断线70起，其中93%发生在绝缘导线上，7%发生在裸导线上，且裸导线基本未采取雷击防护措施，绝缘导线受雷击断线影响更为严重。从地域看，配网雷击百公里断线率全地区为0.316，江阴最低为0.069，见表3。
2.3 雷击断线防弧措施
雷击断线故障中，发生在装设防弧金具导线上的有35起，占比达到50%，发生在装设防雷屏蔽线导线上的15起，占比达到21.43%，市区的防弧金具、宜兴的防雷屏蔽线两类防护措施占雷击断线较大比例，见表4。
3 防护有效性分析
3.1 雷击防护措施分析
对雷击故障受击设备雷击防护措施情况进行分析，影响最大的防护措施为防弧金具，占总量的40.66%，因只有市区采用了防弧金具，防弧金具也是市区受雷击影响最大的措施，宜兴防雷屏蔽线受影响达14次，仅次于防弧金具，该措施未取得预期效果与其防雷屏蔽线的安装方式有关，见表5。
3.2 雷击断线防护措施分析
从各类雷击防护措施的百公里断线率（见表6）可以看出，市区的防弧金具百公里断线率远远高于其他，比最低的高出10倍，未能起到雷击保护的作用，防弧金具保护失灵的主要问题：一是现场施工质量不到位，金具穿刺没有触及绝缘导线内部导体；二是部分绝缘导线绝缘层厚薄不均，间接导致穿刺不到位；三是防弧金具在现场应用未进行接触电阻、拉力方面的试验，其安装质量是否达到设计要求难以验证。
装设复合柱式氧化锌防雷绝缘子的线路未出现雷击断线，且在原先发生雷击断线的线路上安装防雷绝缘子后，雷击断线次数确有下降，成效相对明显。但实际应用中，该型设备部分存在故障损坏后外观不明显查找故障点困难的缺点。
3.3 分级保护的影响
无锡市区979条线路的保护定值延迟0.5秒以装设分级保护，从理论计算和雷击断线统计两方面对保护延迟的影响进行分析。
（1）由相关资料可知，雷击故障的主要原因是雷电造成闪络后形成的工频电弧，而建弧率与工频场强E有关，而造成电弧熔断绝缘导线的热量与电弧作用时间有关，电弧电流产生的热量Q=I2Rt，在同一线路电流通过中，R相等（不考虑频率因素）。假设10kV线路保护延迟后，短路电流I1=1kA，作用时间t1=0.53S；同一线路无保护延迟，I2=1kA，作用时间t2=0.03 分析比较，Q1/Q2 = I12Rt/ I22Rt= (1×R×0.53)/(1×R×0.03)= 17.7倍。
在同一线路同一故障点时，保护延迟后绝缘导线通过电弧产生的热量比无保护延迟大17.7倍，保护延迟后工频短路电流发热量的增加可能造成雷击断线增多。
（2）对市区48起雷击断线故障进行统计，其中保护延迟变电站的配电线路雷击断线共计25次，保护无延迟变电站的配电线路雷击断线共计23次，经统计雷击断线占雷击故障比例，保护延迟变电站的配电线路比例为62.5%，保护无延迟变电站的配电线路比例为28.05%，见表7，前者是后者的2.23倍，即保护延迟变电站的配电线路在发生雷击故障后出现雷击断线的比例明显高出保护无延迟变电站的配电线路，与理论分析结果一致，保护延迟后绝缘导线工频短路电流发热量的增加可能造成雷击断线增多。
4 防护措施改进
4.1 防护措施选用
（1）鉴于防弧金具在施工质量控制、验收检验等方面的难点，且实际运行中成效不佳，本地区配电线路新建、改造中原则上不建议采用穿刺型防弧金具作为架空绝缘线路主要雷击防护措施。
（2）无锡地区将防雷屏蔽线作为架空绝缘线路雷击防护的主要措施，且按照三相导线中部安装的方式。
4.2 防护措施加强
（1）距变电站电气距离1 km范围内的出线线路段、雷电活动强烈地区的线路（如每年都有配电线路雷击跳闸的变电站出线）、向重要负荷供电的线路，以及大跨越线路段，加强雷击防护。
（2）防护装置应在加装防雷屏蔽线的同时加装复合柱式氧化锌防雷绝缘子或带外串联间隙金属氧化物避雷器以加强雷击防护。
4.3 防护措施改造
（1）现有线路，敷设在雷电活动比较强烈的地区或者向重要负荷供电的线路，以及大跨越线路段，加装防雷屏蔽线，同时宜使用复合柱式氧化锌防雷绝缘子或带外串联间隙金属氧化物避雷器以加强雷击防护。
（2）新建线路，同步加装防雷屏蔽线，雷电活动强烈地区的可考虑配合安装复合柱式氧化锌防雷绝缘子或带外串联间隙金属氧化物避雷器；其它线路段，考虑经济成本因素，可考虑仅加装防雷屏蔽线。
（3）对防雷绝缘子进行工艺上的改进，设计电弧闪络损坏后的明显标识，如设计压力释放孔和外部标识，便于查找故障点。
5 结语
面对电力用户对供电质量要求的不断提升，针对配网架空绝缘线路雷击防护问题，主要有堵和疏两种不同类型的防护设备，但对于不同地区的气候环境、线路形式、施工工艺等不同特点，在综合考虑应用成效和造价成本的基础上，科学合理选用雷击防护措施对于中压架空绝缘线路的安全稳定运行起着重要的作用，同时对于新型的雷击防护设备，如防雷绝缘子，需要针对其应用中发现的问题进一步改进以提升应用效果。
参考文献
[1]何金良,曾嵘. 配电线路雷电防护[M]. 清华大学出版社. 2013年9月.
[2]葛军凯. 架空绝缘配电线路综合防雷措施的应用[J]. 华东电力. 2005年12月.
[3]国家能源局. DL/T 1292—2013配电网架空绝缘线路雷击断线防护导则[S]. 中国电力出版社. 2014年4月.
作者简介
丁志强（1980－），男，江苏无锡，工程师，配电网运维检修管理。
论文作者:丁志强,王昆,刘伟
论文发表刊物:《电力设备》2016年第2期
论文发表时间:2016/5/23
标签：防护论文; 线路论文; 防雷论文; 断线论文; 措施论文; 绝缘子论文; 导线论文; 《电力设备》2016年第2期论文;