王启基
（广东电网有限责任公司东莞供电局 广东东莞 523000）
摘要：结合东莞地区10kV配网线路实际情况提出增强线路绝缘水平以降低线路闪络概率。同时，架空绝缘导线雷击断线的防护措施，采用合适的中性点运行方式降低配网线路雷击引起事故的概率，采用带并联间隙绝缘子与避雷器联合对10kV配网线路进行保护。
关键词：10kV配网线路防雷措施；防雷装置的选用；防雷接地
引 言
据相关统计东莞地区2011～2015年年平均有雷日113天，地闪密度为6.89次/平方公里·年，雷电活动强度远高于我省平均水平。配网架空线路安装的防雷装置形式多样、良莠不齐，配网防雷水平不高。其中，2016年由于雷击引起的中压线路故障跳闸事件共有108起，占中压线路故障跳闸总数的11.24%，同比上升了21.35%，雷击跳闸次数有逐年上升趋势，尤其是雷击断线后线路仍然带电运行情况，存在重大的人身触电风险。10kV配电线路雷害事故频繁发生，严重危害了配电网的供电可靠性和电网安全，影响人民群众的生产、生活用电。因此，结合配电线路的防雷保护措施具有相当重要的工程实际意义。
易击段：容易受雷击的地段包括：山坳口、河流湖泊区域、迎风坡及山顶、山脚；田地、道路等空旷地区；配电架空线路附近300米范围内有输电线路（交叉跨越或平行）、通信基站、避雷针或孤立高突物。
1 防雷装置
防雷装置包括防护金具（角型防雷线夹、防弧线夹）、无间隙金属氧化物避雷器、带间隙金属氧化物避雷器。
无间隙金属氧化物避雷器，即普通氧化锌避雷器，由非线性金属氧化物电阻片串联和（或）并联组成且无并联或串联放电间隙的避雷器。
带间隙结构的金属氧化物避雷器，即具有非线性金属氧化物电阻片，与任何内部或外部间隙进行串联或并联的避雷器。如：过电压保护器、固定外串联间隙复合外套避雷器等。（1）串联间隙：有意设置的空气间隙，间隙电极与一只或多只金属氧化物电阻片相串联，间隙承担全部或部分避雷器端子电压。（2）固定外串联间隙：有意设置在避雷器本体外部的放电间隙，与避雷器本体相串联，放电间隙距离固定，承担全部或部分系统电压。
其中，固定外串联间隙复合外套避雷器：由复合外套金属氧化物避雷器本体和固定外串联间隙两部分构成。故障识别防雷绝缘子：是由绝缘子、外串联间隙避雷器、氧化锌故障失效指示的三合一产品，其防雷原理与固定外串联间隙型避雷器一样，功能上多了一个失效指示便于巡查故障。
2防雷装置的选用
（1）角型防雷线夹、防弧线夹
优点：结构简单，不用接地；能有效引流雷击闪络电弧；可外包绝缘护套，防鸟类单相接地故障。缺点：高压电极离导线较近，产生的电弧容易灼伤导线；间隙距离易受安装工艺或外力影响产生偏移而失效。综合分析：安装的前三年效果较好，三年后由于间隙变化、绝缘子污秽、电极的烧蚀使得防雷效果变差，不建议使用。
（2）无间隙金属氧化物避雷器
优点：能有效截断工频电流，限制直击雷、反击、感应过电压，保护绝缘子不被击穿，防止大电流侵入保护设备。缺点：通流能力有限，保护范围小，容易老化，使用寿命短；避雷器阀片失效后容易线路引起故障跳闸，且不易识别。综合分析：通常用在设备精细保护，不建议做线路防雷保护。可配合带热爆脱离器使用，能有效识别避雷器故障。
（3）摘挂式避雷器（跌落式避雷器）
优点：能截断工频电流，限制雷击过电压与感应过电压，方便带电维护更换。缺点：保护范围小，易老化，机构复杂造成残压偏高，通流能力有限。一般用在设备保护，不建议做线路防雷保护。
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（4）过电压保器
优点：能快速切断工频电流，有效限制雷击过电压，防范雷击断线和减少雷击跳闸；运行中不施加运行电压，使用寿命长。缺点：击穿或老化后不容易察觉并出现盲点；容易遭受鸟害；安装工艺要求高，外间隙安装过大时防雷失效。属于组合式带间隙避雷器，能有效防范雷击断线和减少雷击跳闸，但对施工工艺要求高，维护成本大，不推荐使用。
（5）固定外串联间隙复合外套避雷器
优点：间隙固定，无需设置专门接地，安装简单方便；能快速切断工频电流，有效限制雷击过电压，防范雷击断线和减少雷击跳闸；运行中不施加运行电压，使用寿命长。缺点：氧化锌阀片击穿或老化后不容易察觉并出现防雷盲点，需定期巡视检查。属于一体式带间隙避雷器，安装简单、方便，产品成熟稳定，能有效防范雷击断线和减少雷击跳闸，建议在配电架空线路上推广使用。
（6）故障识别防雷绝缘子
优点：间隙固定，无需设置专门接地，安装简单方便；能快速切断工频电流，有效限制雷击过电压；有失效指示，能充当绝缘子使用，寿命长。缺点：产品价格较贵，安装时需整体更换原来的绝缘子，投资成本大；产品规格较常规绝缘子大，与常规绝缘子双固定使用时需考虑等高问题。属于新型一体式防雷装置，运行效果需进一步验证，使用成本较高，可小范围试用，暂不适合全面推广。
综合比较分析，配电设备防雷保护推荐使用无间隙金属氧化物避雷器，中压架空线路防雷保护推荐使用固定外串联间隙复合外套避雷器。
3.中压架空线路防雷装置配置原则
裸导线防雷装置配置应选用固定外串联间隙复合外套避雷器（带并沟线夹），东莞地区属强雷区。一般原则上每2基安装一组。改造时，针式绝缘子更换为瓷横担或柱式绝缘子。特殊路段：变电站出线两基杆塔各配置一组；T接杆塔和分支线第一基杆塔各配置一组；易击段每基配置一组；耐张塔（杆）配置一组。
中压架空绝缘导线防雷装置应选用固定外串联间隙复合外套避雷器（带穿刺线夹），强雷区和多雷区应每基安装一组。
台架变压器及柱上开关防雷装置应选用无间隙金属氧化物避雷器。台架变前后各一基杆塔应配置固定外串联间隙复合外套避雷器，配变台架高、低压侧均须安装无间隙避雷器，且高压避雷器接地端、低压避雷器接地端、配电变压器低压绕组中性点和外壳，须采取四点联合接地方式。柱上开关两侧均需配置无间隙避雷器，前后各一基杆塔配置固定外串联间隙复合外套避雷器。
无间隙金属氧化物避雷器安装在台区、开关设备端或电缆头保护时，可与热爆脱离器串接使用，能够帮助运维人员识别避雷器是否老化，使有故障的避雷器退出运行，减少因避雷器短路故障而造成线路跳闸。
4 防雷接地要求
1．配置固定外串联间隙复合外套避雷器的杆塔原则上可利用钢筋混凝土电杆或铁塔的自然接地作为防雷接地，若有需要，可设置专门接地。
2．对新投运杆塔接地装置，须选用Ф16圆钢，将杆塔接地引线的位置提高到离地4m以上，台架接地引线的位置提高到离地2.5m以上，以减少引下线被盗发生。现有不满足要求的接地装置，应结合线路综合停电逐步进行改造。
3．配置无间隙避雷器的杆塔应设专门接地，台变防雷接地电阻应不大于4Ω，柱上开关防雷接地电阻应不大于10Ω。
4．人口密集地区的杆塔，原则上应设置专门接地，并保证接地电阻不应大于10Ω。
受现场施工条件的限制，不能大面积开挖建设接地网，可采用微创接地方法设置简易接地装置。其方法是使用φ12热镀锌圆钢作为接地棒，一根接一根垂直打进大地（接地棒与接地棒用联轴套连接），构成一组垂直接地体（5-10根不等），把水平地网变垂直地网，地网工频电阻值一般在10-30欧姆。
微创（简易）接地装置采用的是深度接地方法，对于大地电阻率的分布，较深的土壤接地电阻率较低，且不受季节性影响，能长期保持稳定，使用寿命达15-20年，适合在道路边、田地，鱼塘，街道的杆塔区域使用。
5 总结
配电线路防雷保护是配电线路安全运行、提高供电可靠性的一项重要措施。本文参照国家和电力行业相关规范，分析研究了各种防雷装置的优劣，对配网线路防雷装置的选用原则。按照配电线路的实际情况，明确了防雷措施的方向，以达到减少雷害的成效。
参考文献：
[1] 《交流电气装置的接地设计规范》，GB/T 50065-2011
[2] 《架空绝缘配电线路设计技术规程》，DL/T 601-1996
[3] 《配电网架空绝缘线路雷击断线防护导则》，DL/T 1292-2013
[4] 《10kV及以下架空配电线路设计技术规程》，DL/T 5220-2005
[5] 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》GB/T 50064-2014
论文作者:王启基
论文发表刊物:《河南电力》2018年15期
论文发表时间:2019/1/18
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