1. 湛江地區(qū)10kV配電線路雷害現(xiàn)狀

　　湛江市是廣東省雷暴最多的地區(qū)之一，也是全國(guó)著名的三大雷區(qū)之一，地處北回歸線以南的低緯地區(qū)，屬于低緯度亞熱帶季風(fēng)區(qū)。地形獨(dú)特，終年既受大陸性氣候控制又受海洋性氣候調(diào)節(jié)。雷暴等氣象災(zāi)害嚴(yán)重，多雷暴年份的月份，打雷日數(shù)達(dá)30天，年平均雷暴日90天，最多的一年有117天，雷暴活動(dòng)激烈，雷電強(qiáng)度大，為多雷暴地區(qū)。湛江地區(qū)10KV配電架空線長(zhǎng)，覆蓋面積廣，少數(shù)線路受直擊雷影響，大部分雷害事故是遭受到感應(yīng)雷的影響。每年，雷擊對(duì)湛江地區(qū)電網(wǎng)造成了嚴(yán)重的影響。根據(jù)2011年7月份湛江廉江及吳川地區(qū)的運(yùn)行記錄，雷擊造成變電站中壓饋線開關(guān)跳閘的統(tǒng)計(jì)如表1所示：

　　表1：7月份湛江廉江及吳川地區(qū)雷擊跳閘統(tǒng)計(jì)

　　2.配網(wǎng)雷擊損壞原因分析

　　2.1部分線路絕緣水平不高

　　湛江地區(qū)配電網(wǎng)架空線路采用的絕緣子，主要有P-20M，P-20T，CX-4.5，SC-210，F(xiàn)BQ-10/4T，PS-15M/T，XP-7，P-15這幾種絕緣子。湛江地區(qū)線路在雷擊作用下，有些線路出來絕緣子閃絡(luò)或損壞現(xiàn)象。吳川地區(qū)配電網(wǎng)架空線路絕緣子在雷擊作用下，導(dǎo)致絕緣子損壞的記錄有：2010年5月10日，110kV樟鋪站10kV積美線受到雷擊，導(dǎo)致B相瓷瓶絕緣擊穿，使得針式瓷瓶P-20M損壞，引起單相接地故障;東海地區(qū)2011年在感應(yīng)雷作用下，導(dǎo)致配電網(wǎng)架空絕緣導(dǎo)線斷線事故。由于配電網(wǎng)架空線路絕緣水平比較低，在感應(yīng)過電壓作用下，引起絕緣子閃絡(luò)，之后轉(zhuǎn)化為工頻續(xù)流，導(dǎo)致絕緣導(dǎo)線斷線現(xiàn)象。

　　每年在湛江地區(qū)10KV配電線路的事故中，因絕緣子閃絡(luò)或者爆炸造成的事故比例不小。2011年統(tǒng)計(jì)表明因絕緣子閃絡(luò)或者爆炸造成的事故共計(jì)52次，占全年事故的11%，從而說明湛江部分地區(qū)絕緣水平比較低。

　　2.2部分桿塔接地電阻超標(biāo)

　　經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，湛江地區(qū)部分接地電阻存在超標(biāo)問題。配電網(wǎng)架空線路采用一般高度的桿塔來架設(shè)線路，桿塔的接地電阻大小對(duì)耐雷水平影響尤為明顯。雷擊桿塔或桿塔附近的避雷線時(shí)會(huì)引起反擊過電壓，絕緣子串是否閃絡(luò)，與桿塔的沖擊接地電阻值有直接的關(guān)系。桿塔接地電阻越大，絕緣子串上出現(xiàn)的過電壓越高。當(dāng)過電壓足夠高時(shí)，就會(huì)引起線路絕緣子閃絡(luò)。可見，線路桿塔接地電阻的大小與線路雷擊跳閘率高低密切相關(guān)。

　　2.3變壓器防雷保護(hù)問題

　　根據(jù)湛江地區(qū)配電變壓器的情況來看，配電變壓器的防雷保護(hù)主要集中在配電變壓器的高壓側(cè)安裝避雷器，仍存在一部分配電變壓器高壓側(cè)采用老式閥型避雷器進(jìn)行保護(hù)，而且高壓側(cè)避雷器也缺少相應(yīng)的運(yùn)行維護(hù)措施，有一部分避雷器出現(xiàn)了老化的情況，應(yīng)該適當(dāng)?shù)貙?duì)配電變壓器進(jìn)行有效的保護(hù)、維護(hù)。當(dāng)配電變壓器高壓側(cè)侵入雷電波，引起避雷器動(dòng)作時(shí)，在接地電阻上流過大量的沖擊電流，產(chǎn)生壓降，這個(gè)壓降作用在低壓繞組的中性點(diǎn)上，使中性點(diǎn)電位升高，當(dāng)?shù)蛪壕�路比較長(zhǎng)時(shí)，低壓線路相當(dāng)于波阻抗接地。10kV架空線路只在配電變壓器的高壓側(cè)裝設(shè)有避雷器保護(hù)，低壓側(cè)大部分沒裝設(shè)避雷器保護(hù)，配變常由正變換、反變換過電壓損壞，造成線路接地短路并跳閘。

　　2.4 絕緣導(dǎo)線雷擊斷線分析

　　當(dāng)配電網(wǎng)10kV架空絕緣線路，在沒有安裝避雷器時(shí)，雷電強(qiáng)烈頻繁地區(qū)，在雷擊作用下，導(dǎo)致架空絕緣導(dǎo)線斷線故障。雷電感應(yīng)過電壓會(huì)使絕緣導(dǎo)線絕緣薄弱處形成擊穿孔，當(dāng)發(fā)生閃絡(luò)時(shí)，在兩相或三相閃絡(luò)而形成金屬性短路通道，產(chǎn)生高達(dá)數(shù)千安的工頻續(xù)流，電弧集中在某一點(diǎn)而不能滑動(dòng)，最終導(dǎo)致導(dǎo)線的燒斷。

　　圖1：10kV港口架空絕緣導(dǎo)線現(xiàn)場(chǎng)事故拍攝圖片

　　2.4設(shè)備老化嚴(yán)重

　　根據(jù)對(duì)2011年湛江地區(qū)10KV配電線路故障情況分析，設(shè)備老化造成變電站中壓開關(guān)跳閘36次，占全年跳閘次數(shù)的7.6%。可見，由于設(shè)備老化引起故障，占有一定的比例，導(dǎo)致供電穩(wěn)定、可靠性。為了保障供電可靠性，穩(wěn)定性，供電部門應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)線路設(shè)備的檢修，輪檢和更換，提高供電可靠性。

　　3. 降低配電設(shè)備雷擊損壞的方法

　　3.1更換老式絕緣子與劣質(zhì)絕緣子

　　絕緣子是配電線路中重要的設(shè)備之一，絕緣子的正常運(yùn)行對(duì)保持配電線路的絕緣水平和耐雷水平有著重要的作用。而絕緣子的長(zhǎng)期運(yùn)行將會(huì)出現(xiàn)大量的低值或者零值絕緣子，使配電線路的耐雷水平急劇下降。

　　瓷絕緣子運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，瓷絕緣子運(yùn)行一定時(shí)間后電氣機(jī)械強(qiáng)度均有降低，運(yùn)行6年后平均降低20%。若瓷絕緣制造質(zhì)量低劣則老化會(huì)加速，投運(yùn)2~3年后性能即大為下降。良好的絕緣子擊穿電壓較其表面閃絡(luò)電壓高30%~50%。絕緣子兩端出現(xiàn)過電壓時(shí)通常僅引起表面閃絡(luò)，而不影響其內(nèi)部的絕緣強(qiáng)度，瞬態(tài)過電壓下表面閃絡(luò)后開關(guān)重合即可恢復(fù)送電。若老化使絕緣子的擊穿電壓降至小于表面閃絡(luò)電壓時(shí)(即低值或零值絕緣子)，絕緣子串發(fā)生閃絡(luò)的工頻續(xù)流將流過絕緣子內(nèi)部，其電弧放電將造成絕緣子鐵帽炸裂。湛江地區(qū)歷年運(yùn)行情況中發(fā)現(xiàn)有炸裂絕緣子的鐵帽和檢測(cè)到絕緣子明顯的閃絡(luò)燒傷痕跡，此類雷擊事故在此配電線路中發(fā)生的幾率比較高。

　　發(fā)現(xiàn)瓷絕緣子上有龜裂的情況，無論從電氣性能還是機(jī)械性能方面說，都是有危險(xiǎn)的，必須盡快更換。局部的裙邊缺損或凸緣缺損，雖然不一定會(huì)引起事故，但由于會(huì)擴(kuò)展成龜裂，所以應(yīng)及時(shí)早日更換，以防止發(fā)生絕緣子爆炸等事故。

　　3.2降低接地電阻的具體措施

　　為了達(dá)到規(guī)定的接地電阻值，可以采取如下措施：

　　1)水平接地外延

　　桿塔接地處允許的情況下盡可能采用水平放射接地體，不僅可以降低工頻接地電阻，更重要的是可以有效降低沖擊接地電阻，起到有效的防雷作用。但如在水平放射長(zhǎng)度的1.5倍的范圍內(nèi)有較低土壤電阻率的地方，可以采用外引接地的方式。

　　假設(shè)桿塔所在的地方允許水平放射接地體時(shí)應(yīng)盡量采用水平放射方式。因?yàn)樗�平放射施工費(fèi)用低，不但可以降低工頻接地電阻，還可以降低沖擊接地電阻，起到有效的防雷作用。

　　2)深埋式接地極

　　當(dāng)基坑下層土壤的電阻率比鋼筋混凝土基礎(chǔ)所在標(biāo)高處要低得多時(shí)，可采用埋設(shè)比較深的垂直接地極。這種深埋式垂直接地極可采用如下兩種結(jié)構(gòu)方案。一是在導(dǎo)電性能好的土壤中布置比較短的垂直接地極，并與桿塔的塔基相連;二是采用單一的長(zhǎng)垂直接地極，用機(jī)械施工方法將其深埋到能接觸到下部導(dǎo)電性能好的土壤層。

　　3)多支外引式接地裝置

　　如接地裝置附近有導(dǎo)電良好及不凍的河流湖泊，可采用此法。但在設(shè)計(jì)、安裝時(shí)，必須考慮到連接接地極干線自身電阻所帶來的影響，因此，外引式接地極長(zhǎng)度不宜超過100m。[1]

　　3.3加裝穿刺型防弧金具的結(jié)構(gòu)

　　2010年湛江地區(qū)在雷擊黑點(diǎn)地區(qū)試點(diǎn)使用穿刺型防弧金具，經(jīng)過一年的試運(yùn)行，穿刺型防弧金具對(duì)防止雷擊斷線起到一定的效果。穿刺型防弧金具的工作原理如下：

　　穿刺型防弧金具將高壓電極設(shè)計(jì)成穿刺結(jié)構(gòu)，通過尖齒刺穿導(dǎo)線絕緣層與線芯緊密接觸，引出高電位。金具整體由高壓穿刺電極、低壓電極和絕緣罩三部分構(gòu)成，高、低壓電極形成雷電沖擊放電路徑。圖2所示，G1為雷電沖擊放電間隙，間隙的距離小于絕緣子的干弧放電間隙，雷電沖擊放電發(fā)生在該間隙上;G2為工頻燃弧間隙，雷電沖擊放電后工頻電弧弧根在電磁力的作用下由G1間隙迅速轉(zhuǎn)移到G2上燃燒，使G1間隙兩端電極免于燒損，距離維持不變，確保雷電沖擊放電電壓的穩(wěn)定性，以保護(hù)絕緣導(dǎo)線免于燒傷斷線;絕緣罩罩住高壓電極。

　　圖2穿刺型防弧金具原理

　　3.4加強(qiáng)配電網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)消除絕緣弱點(diǎn)

　　定期檢測(cè)零值劣質(zhì)絕緣子，檢測(cè)可用目測(cè)法和紅外測(cè)溫法，檢測(cè)出劣質(zhì)絕緣子并及時(shí)更換，也可參照輸電線路定期大、小修的辦法對(duì)配電線路實(shí)行輪修、輪換，對(duì)配電網(wǎng)加強(qiáng)運(yùn)行管理，及時(shí)消除絕緣弱點(diǎn)，提高配電線路的絕緣水平。實(shí)踐證明，這對(duì)提高配電網(wǎng)的耐雷水平作用非常明顯。清理線路下的樹木和違章建筑，防止在雷雨天氣線路下的樹木在風(fēng)的作用下造成線路的接地短路。要有防止車輛撞線路桿塔的措施，防止外力破壞，特別是要對(duì)多用同桿架設(shè)的桿塔要重點(diǎn)保護(hù)。要加強(qiáng)對(duì)配電設(shè)備的運(yùn)行管理，嚴(yán)把配電設(shè)備質(zhì)量關(guān)，防止劣質(zhì)設(shè)備進(jìn)入電網(wǎng)。加強(qiáng)配電設(shè)備的試驗(yàn)和檢修，提高設(shè)備的健康水平，加強(qiáng)分路開關(guān)的保護(hù)整定，防止因配電設(shè)備故障擴(kuò)大停電面積，提高配電網(wǎng)的供電可靠性。

　　4.小結(jié)

　　由于湛江地區(qū)雷電活動(dòng)頻繁，配網(wǎng)防雷作為一項(xiàng)長(zhǎng)期工作。本文對(duì)湛江地區(qū)配網(wǎng)多年的運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)事故的調(diào)研分析，提出了針對(duì)性的解決方案。

　　[1] 廖華年.淺析降低接地電阻的綜合措施. 《電工技術(shù)雜志》2004年第4期