探讨10kV架空绝缘导线雷击断线的防护措施.doc

探讨10kV架空绝缘导线雷击断线的防护措施.doc探讨10kV架空绝缘导线雷击断线的防护措施
为了减少树枝、鸟类等外物引起架空裸线的故障、减小停电时间、提高供 电可靠性，佛山电力局从1999年开始使用10kV架空绝缘导线。从运行情况看， 确实达到了预期的效果。但是，也带来了一些新的技术问题，主要是雷击断线问 题十分突出。在已架设的20条架空绝缘线路中，在两年时间内已有7条线路受 到雷击而断线。因此，为确保架空绝缘配电网的安全运行，必须妥善解决雷击断 线问题。
一、 架空绝缘导线雷击断线的机理
架空绝缘导线的雷击耐受特性与架空裸导线的物理特性明显不同：当直击雷 或感应雷过电压作用于裸导线引起绝缘子闪络时，接续的工频短路电流电孤在电 动力的作用下沿着导线向背离电源方向移动，并在工频续流烧断导线或损坏绝缘 子之前引起断路器动作，切断电孤；对于架空绝缘导线，在雷击过电压闪络时， 瞬间电孤的电流很大但时间很短，仅在架空绝缘导线绝缘层上形成击穿孔，不会 烧断导线。但是，当雷电过电压闪络，特别是在两相或三相（不一定是在同一杆、 塔上）之间闪络而形成金属性短路通道，会引起数千安培工频续流，电孤能量将 骤增，此时，由于架空绝缘导线绝缘层阻碍电孤在其表面滑移，高温弧根被固定 在绝缘层的击穿点而在断路器动作之前烧断导线。由此可见，雷击过电压引起工 频续流是导致架空绝缘导线雷击断线的主要原因。
二、 防范措施
架空地线的作用，主要是将幅值很大的雷电过电压转化为电流，经很低的杆 塔接地电阻排泄出去，从而大幅度降低雷电过电压，使导线得到保护。这在绝缘 水平很高的llOkV及以上电压等级送电线路是作为防雷的主要措施。10kV配电 网绝缘水平较低，雷击架空地线后极容易造成反击闪络，仍然会发生工频续流烧 断绝缘导线。而且根据统计，配电线路遭受直接雷击或绕击的概率很小，约占雷 害事故的20%,配电线路上80%的雷电过电压故障是感应过电压。因此，架空地 线只能在直击雷频繁的区域使用。

随着氧化锌阀片技术性能的提高，氧化锌避雷器的优良保护性能已被人们所 接受，近年来已广泛应用于电气设备过电压保护。氧化锌避雷器可以限制感应过 电压幅值，在雷击闪络后吸收放电能量，阻止工频续流起孤，达到保护导线的目 的。氧化锌避雷器价格比较高，因此要研究每隔多少距离安装一组，既要安装得 最小又能够保护全线。氧化锌避雷器的保护范围与雷电特性、氧化锌避雷器参数、 氧化锌避雷器接地装置的接地电阻数值和线路绝缘水平有关。而其中的雷电特性 目前还缺乏数据。只能加以假定。以佛山市区为例：配电线路的感应过电压幅值 为200-300kV峰值，波头为2u S,线路采用P-15T针式绝缘子，防雷接地电 阻为10欧姆，建议每隔200-300米安装一组氧化锌避雷器。但安装氧化锌避雷 器亦有不足之处：（1）破坏架空绝缘导线的主绝缘，可能会因密封不良而引起架 空绝缘导线线芯进水，容易在线路孤垂最低点处产生积聚水份并发生电一化腐 蚀，运行至六、七年后会发生腐蚀断线事故；（2）氧化锌避雷器在使用时，长期
承受工频电压的作用，一旦氧化锌避雷器意外损坏，将会造成系统死接地的故障。
在距离绝缘子中心150-200mm的范围内（负荷侧）剥离一小段绝缘导线的绝 缘层，安装上防孤金具，可使雷电过电压均在防孤金具与绝缘子钢脚之间定位闪 络，接续的工频短路电