第１３卷（２０１ １年第３期） 电力安全技术 Ａ而 １０ ｋＶ配电线路遭受雷击破坏的原因及防范 黎洪光 （广州市番禺区供电局，广东广州 ５ｌ１４００） ［摘要］１０ｋＶ配电线路容易因过电压造成绝缘事故。分析了配电线路出现大气过电压的主要 原因，针对配电线路不同装置的特点，给出了相应的防雷措施和防雷设备等，提高了配电网的防雷 害水平。 ［关键词］配网防雷；主要原因；防雷措施 １０ ｋＶ配电网具有分布广、设备多、绝缘水 的感应电压会破坏线路设备的绝缘，引起导线对地 平低的特点，容易因过电压造成绝缘事故。目前， 闪络，或者两相（或三相）同时对地闪络，从而形 １０ ｋＶ线路以架空线路为主，线路地处旷野，易受 成相问闪络事故。 雷击。在配网故障中，雷击造成的故障占总数的 规程建议，当雷击点离线路的距离 ＞６５ ｍ时， ３０％～４０％，严重威胁着电网的安全可靠运行。 感应过电压的最大值 可按下式计算： 因此，对配电线路应采取必要的防雷措施。 ，厶 ２５ １ 线路出现大气过电压的原因 式中， 为感应过电压的最大值，ｋＶ；Ｉ为雷电 流幅值，ｋＡ；ｈ 为线路导线的高度，ｒｎ；Ｓ为雷击 配电线路出现大气过电压的原因主要有２种： 点离线路的距离，ｍ。 一是雷直击于线路引起的，称为直击雷过电压；另 当线路有避雷线时，导线上的感应过电压为： 一种是雷击于线路附近地面，由电磁感应所引起的， ｕｇ．ｄ＝Ｕｇ（１一Ｋ） 称为感应过电压。而配电线路上出现的感应过电压 式中， 为避雷线与导线的耦合系数。 约占８５％，直击雷过电压约占１５％。 假设一条１０ ｋＶ线路导线高度为１５ ｒｎ，雷电 １．１ 雷击于线路附近大地时线路上的感应过电压 流ｌ０ｋＡ，Ｋ＝０，计算可得感应过电压ｕｇ． －－５８ｋＶ。 当雷击于线路附近大地时，由于电磁感应在线 １．２雷击于线路杆塔时导线上的感应过电压 路导线上产生感应过电压，同时由于雷云放电的起 雷击杆塔时，由雷电通道所产生的电磁场的迅 始阶段存在着向大地发展的先导放电过程，线路处 速变化，将在导线感应出与雷电流极性相反的过电 于雷云与先导通道的电场中，又由于静电感应，沿 压。规程建议，对高度４０ ｍ以下无避雷线的线路， 导线方向的电场强度将导线两端与雷云异号的正电 感应过电压最大值 使用下式计算： 荷吸引到靠近先导通道的一段导线上，成为束缚电 ， ＝ ＝ 荷。导线上负电荷由于电场的排斥作用而使其向两 ．。．Ｕ 端运动。当雷云对线路附近地面放电时，首先导致 式中，ａ为感应过压系数，ｋＶ／ｍ，基数值等于以 通道中的负电荷被迅速中和，使导线上被束缚的正 ｋＡ／ｓ计算的雷电流平均陡度，即０［一 ２．６。 电荷得到释放而沿导线向两侧运动，形成感应过电 假设雷电流为１０ ｋＡ，导线高度１５ ｒｌ＇ｌ，则可 压，也称为感应过电压静电分量。同时，雷电通道 计算得到 ＝５８ ｋｖ。 中的雷电流在通道周围空问建立强大的磁场，磁场 上述分析表明，不论雷击是发生在线路附近大 的变化也使导线感应很高的电压。 地上还是线路杆塔上，引起的感应过电压基本相同， 由于感应过电压的静电分量和电磁场产生很高 即 。 一 一 Ａ而 斋 电力安全技术 第１３卷（２０１１年第３期） 对于１０ ｋＶ线路，由于线路的悬挂高度较低， 空线路其效果不是非常明显，而且安装架空地线需 当雷电流为１０ ｋＡ时，一般感应过电压不高。为保 要对现有的杆塔进行大规模改造甚至重新组立，增 证线路的可靠性，选用的绝缘子装置的冲击电压应 加了施工的难度和成本。 大于 ｏ％＝６０ ｋＶ。 ②安装避雷器是比较容易实现的方法之一。 与输电线路相比，配电线路需要保护的范围更广， ２ １０ ｋＶ线路配电装置的防雷措施 很难完全消除配电线路的雷击故障。研究表明，安 装避雷器的密度与雷电感应过电压的水平成正 防雷工作的重点应主要放在： 比关系，所以如果要消除配电线路的雷电事故，必 （１）确定配电线路雷电事故的影响范围； 须每基杆塔的每相都要安装避雷器。 （２）确定防雷保护的程度； 对于镇区内的线路，如果只单纯雷电感 （３）制定各种防雷措施。 应过电压事故，则避雷器的安装密度可以降低至每 １０ ｋＶ配电线路由于杆塔较低，雷电流一般在 ２００～３６０ ｍ线路每相安装避雷器。 ｌ０ ｋＡ以下，其防雷措施介绍如下。 安装的避雷器可以采用带串联间隙的架空配电 ２．１终端杆塔防雷 线路复合外套避雷器。当雷击线路后，避雷器间隙 根据雷电流陡波的折射与反射的原理，线路末 击穿，雷电流经过间隙一避雷器一大地，从而保护 端断开时反射波等于入射波，当波到达开路末端时 了绝缘导线。其具体做法是将避雷器与绝缘子并联 全部磁场能量将转变为电磁量而使电压上升１倍， 安装。首先将不锈钢电极装配到一起，并套装到避 因此在线路末端必须要安装避雷器。 雷器螺栓上；将绝缘支架与不锈钢电极装配到一起 ２．２同塔多回路架设的线路防雷 并套装到绝缘子的螺杆上；将避雷器接地侧的支架 同塔多回路架设的线路由于采用相同的绝缘水 接到绝缘子的螺杆上。然后调整放电间隙（即调整 平，建议在多回路线路适当位置加装避雷器。同时， 不锈钢电极在避雷器高压端螺栓上的位置以及接地 为避免雷击时对相邻线路造成反击，宜采用不平衡 电极的安装位置），使绝缘导线与不锈钢电极之间 绝缘方式。当同塔架设的多回路线路选择一回路绝 的距离控制在设计要求的范围内，且不锈钢电极至 缘子的耐压比其他回路低些时，雷击时绝缘子耐压 绝缘子螺杆的距离不小于５０ ｍｍ，对杆塔的接地 低的线路时会先闪络，闪络后相当于地线，从而增 电阻要求控制在３０ Ｑ以下。 加了对其他回路的耦合，提高了耐雷水平。 （２）局部增加绝缘厚度，或采用长闪络路径避 ２．３架空绝缘导线防雷 雷装置，延长闪络路径，导致电弧容易熄灭。 架空绝缘导线线路遭受雷击后，直击雷过电压 雷电过电压作用在配电线路上，当绝缘子的绝 或感应过电压作用于导线，引起绝缘子闪络并击穿 缘水平低于过电压峰值时，配电线路将发生闪络。 导线绝缘层。由于被击穿的绝缘层呈针孔状，接续 闪络后是否产生工频续流引起短路故障，取决于线 的工频短路电流电弧受周围绝缘的阻隔，弧根只能 路的额定电压、闪络路径的长度、发生闪络的时刻 在针孔处燃烧，在极短的时间内导线就会被整齐地 以及雷电流强度、线路参数等。其中线路的工作电 烧断。事实显示，架空绝缘导线雷击断线大部分发 压 （ｋＶ）及闪络路径的长度Ｌ（ｍ）是最重要的因 生在绝缘子与导线固定处，且都是整齐被烧断的。 素。对于中性点非直接接地配电系统，当工作电压 防范架空绝缘导线雷击断线的方法主要有堵塞 与闪络路径长度的比值即电场强度（Ｅ＝己，Ｄｈ ）减少 和疏导２种。堵塞就是阻止雷击闪络后工频续流起 时，由雷电闪络发展为工频续流的可能性将大为减 弧；疏导就是将绝缘子附近的绝缘导线局部裸线 小，当Ｅ＝７～１０ ｋＶ／ｍ时，由雷电闪络发展为工 化，使工频电弧弧根转移，从而保护导线免于烧伤。 频续流的可能性基本为零，即建弧率为零。 具体方法和措施如下。 （３）采用新型结构的绝缘子。在绝缘子与导线 （１）安装架空地线和避雷器等避雷装置，用以 联接处，剥离局部绝缘导线的绝缘层，使电弧能够 雷电过电压和分流雷电能量。 在剥离部分滑动，而不是固定在某一点烧蚀。为此 ①架空地线主要防止直击雷，对于１０ ｋＶ架 该绝缘子应设计为带有灭弧外间隔的，以便在雷电 一 一 第１３卷（２０１ １年第３期） 电力安全技术 Ａ而 过电压作用时，能够切断工频续流，防止续流烧断 导线。 电缆屏蔽层在两侧要可靠接地。运行维护中应保持 防雷装置的有效接地。 ２．６配变台架防雷 （４）在架空绝缘导线上安装防弧金具。该办法 需要破坏绝缘导线的绝缘层。一是对于辐射型线 路，将导线的绝缘层由绝缘子轴线起向负荷侧剥离 １００～１５０ ｍｍ，在剥离段负荷侧端部加装１个厚 重的铝合金线夹。当雷击引起绝缘子闪络后，工频 续流电弧在电动力的作用下迅速沿着被剥离的导线 为防止由于变压器熔断器熔断后配变台架失 去避雷器保护，避雷器宜装在高压熔断器之前。另 外，还可以利用配变进线绕成直径１００ ｍｍ、１０匝 的电感线圈，利用电抗器的原理阻止雷电波入侵， 对配变实施多重保护。按规程规定，总容量为１００ ｋＶＡ以上的配变，其接地装置的接地电阻不应大 段向防弧线夹处移动，且弧根固定在防弧线夹上燃 烧。二是对于环网线路，籽绝缘子两侧的导线绝缘 层分别剥离１００～１５０ ｍｍ，剥离段的两侧端部都 加装防弧线夹。当雷击引起绝缘子闪络后，工频续 流电弧在电动力的作用下迅速沿着剥离导线段向背 离电源方向的防弧线夹处移动，且弧根固定在防弧 线夹上燃烧。 ‘ ２．４ ２条线路交叉跨越防雷 当２条线路交叉跨越时且上面一条线路受雷击 时，可能会击穿空间造成２条线路同时跳闸。另一 种隋况，当１０ｋＶ线路跨越１１０ｋＶ以上线路时，由 于１ １０ ｋＶ线路易受雷击产生感应过电压，对１０ ｋＶ 线路放电而引起其跳闸。 由于交叉处存在空气间隙，其冲击绝缘强度低 于各线路对地的冲击绝缘强度。如果交叉处或附近 受雷击时，可能使交叉处的空气间隙击穿，致使２ 条相互交叉的线路同时跳闸。若交叉点距最近杆塔 的距离超过４０ ｉｎ时，建议在距交叉点最近端的杆 塔上加装避雷器。另外，线路交叉档两端的绝缘不 应低于其邻档的绝缘。交叉点应尽量靠近上下方线 路的杆塔，以降低雷击交叉档时交叉点上的过电压。 １０ ｋＶ线路之间应尽量避免交叉跨越，同级电压线 路相互交叉或与较低电压等级线路及通信线路交叉 时的交叉垂直距离不得小于表ｌ所列的数值。 表１ 不同电压等级对应的最小交叉垂直距离 系统标称电压，ｋＶ ３～ｌＯ ２Ｏ～１１０ ２２０ ３３０ ５００ 最小交叉距离，ｍ ２ ４ ５ ６ ６ ２．５架空线路与电缆线路的连接防雷 电力电缆应根据其本身结构特点和与其他电气 设施连接的要求，按照不同电压等级采取不同的防 雷方法。当与架空线连接时，根据设计规范和运行 规程的要求，所有的户外电缆头处都要装设避雷器， 于４ Ｑ，每个重复接地装置的接地电阻不应大于 ｌ０ Ｑ；总容量为１００ ｋＶＡ及以下的变压器，其接 地装置的接地电阻不应大于１０ Ｑ，每个重复接地 装置的接地电阻不应大于３０ Ｑ，且重复接地不应 少于３处。另外，需要拆除的配变台架需连同引下 线一同拆除。 配变台架的角铁横担使用接地引下线可靠接 地，也是防止雷击损坏绝缘子的有效办法。配变两 侧都要装设避雷器。 ２．７柱上断路器和隔离开关防雷 因柱上断路器和隔离开关的绝缘水平比线路绝 缘子低，应在这些设备两端装设避雷器，且接地电 阻要小于１０ Ｑ。 ２．８多雷区的线路防雷 对于处于多雷区的架空线路，线路较长时可在 线路中间位置加装氧化锌避雷器，改善杆塔接地电 阻和杆塔电感，或架设耦合地线。对于个别高的杆 塔建议装设避雷器保护，减小雷击对线路的危害。 ３几种绝缘子电气特性的比较和选择 目前，１０ ｋＶ线路上正在使用的耐雷水平较 高的绝缘子主要有：棒形针式绝缘子（ＰｓＱ一１５Ｔ）、 盘形悬式绝缘子串（ＸＰ－７）和胶装瓷横担（Ｓ－２１０）。 这几种绝缘子的有关电气特性比较如表２所示。 从以上几项参数的比较可以看出，悬式绝缘子 和胶装瓷横担的耐雷击水平较好，而针式绝缘子的 耐雷击水平则稍逊。因此，建议把多雷区配电线路 上的针式绝缘子换成胶装瓷横担或悬式绝缘子，增 大导线对杆塔的空气间隙，进一步提高配电线路的 耐雷击水平。由于玻璃悬式绝缘子比陶瓷悬式绝缘 子有更优的自恢复能力，建议在多雷地区配电线路 上尽可能采用玻璃悬式绝缘子。 一 一 Ａ丽 表２几种绝缘子的电气特性比较 绝缘子种类％ 闪５０络电力安全技术 ４结束语 冲击，第ｌ３卷（２０１１年第３期） ｋＶ爬蛳离一 １０ ｋＶ配网的防雷措施要从设计阶段就开始进 行详细地分析；要根据各地的实际情况，选用质量 可靠的电气设备和可靠性高的防雷设备，真正按照 等电位的原则，充分做好符合要求的共用接地网， 综合考虑防雷措施。只有这样，配电线路和设备才 能避免遭受雷击的危害。 （收稿日期：２０１０－０７－１４；修回日期：２０１０－１０—１２） ｅ峰 ；匈、号Ｓ 电力资ｉ１｝Ｉ 色 ● 电监会继续推进电力改革具体方案仍在酝酿 根据国家电监会日前印发的 ２０ｌ１年工作要点 ，推进电力改革仍为２０１ １年重点工作内容。 该《２０ｌ １年工作要点 提出的重点工作主要包括加强电力应急管理、加强电力市场监管、推进电力体 制改革、完善执法机制、加强电力节能减排监管、加强监管基础建设和反腐倡廉７个方面。 其中，推进电力改革被再次提出。根据２０１０年的工作要点，提出了“进一步深化电力改革， 推进落实电网企业主辅分离改革工作，拟订输配电改革方案，积极参与、配合做好电价改革工作，研 究拟订‘十二五’电力改革基本思路和主要任务，做好电力改革工作小组办公室的日常工作。” 与此同时，电监会去年还提出“推动 电力法 、（（能源法 和（（电力供应与使用条例 、 电力设施保 护条例》、（（电网调度管理条例》的起草和修订”。 （来源：中国能源网２０１卜０２—１６） ２０１ １年中广核集团安全管理委员会会议在深圳召开 ２月１８日下午，２０１１年中广核集团安全管理委员会会议（以下简称“安委会”）在深圳召开。中广核 集团公司总经理、安委会主任张善明在京通过视频参加会议并讲话，中广核集团公司副总经理、安委会常 务副主任郑东山主持会议。 会议听取了２０１０年中广核集团安全绩效情况的汇报，传达了２０１１年国家有关部委对安全工作的要求， 审议通过了安委会２０１ １年委员调整方案和安委会办公室关于２０１ １年中广核集团安全重点工作的部署。 张善明在讲话中指出，２０１１年中广核集团各单位要切实重视和加强集团安全质量年的各项工作，关键 是狠抓落实，重点体现在“三个一”：第１个“一”是各公司一把手必须亲自抓安全质量工作。要看一看 一把手有没有亲自主持召开安全质量管理会议、有没有在日常开会中谈安全质量，有没有下现场，有没有 对安全工作提出高标准和要求，有没有带头讲安全课。第２个“一”是各项安全规章、措施与要求必须在 基层一线班组落实。要看一看各单位有没有把一把手对安全工作的要求落实到基层一线班组，把制度和规 定落实到基层一线班组，把日常工作中的预防与安全措施落实到基层一线班组。第３个“一”是建立一流 的经验反馈体系。要看一看各单位发现与记录事件缺陷的数量，有没有对事件缺陷进行统计分析，有没有 对事件缺陷的反馈与改进进行闭环管理，经验反馈有没有全面覆盖公司的各个业务方面，有没有把经验反 馈作为公司核心能力来建设。 中广核集团安委会委员和各成员公司分管安全工作的负责人共计６３人参加了会议。 （来源：中广核集团公司网站２０１１－０２－２２） 一 一
