苏州市区10千伏架空绝缘导线雷击断线分析及对策

发布时间：2022-10-05 10:09 热度：

苏州市区10千伏架空绝缘导线雷击断线分析及对策
韩志坚 黄建元 王 刚
摘 要：通过对苏州市区配网2006年发生的10千伏绝缘线路雷击断线资料收集，分析雷击断线的现象和断线成因，探讨了防止10千伏绝缘导线雷击断线的对策，对于苏州市区配网采用的过电压保护器使用效果进行了分析。
关键词：架空绝缘导线；防雷；措施
近10年来，苏州市区配网的发展和改造紧密结合苏州园林城市的特点，在10千伏线路上普遍的采用了架空绝缘导线。目前，苏州供电公司市区所辖10千伏配电线路绝缘导线的比例约为72%，古城区绝缘导线的比例约为95%，10千伏架空绝缘导线的采用，有效的解决了线路和绿化树木的矛盾，降低了树枝碰线、飘带等外力因素引起的线路跳闸。
然而，随着架空绝缘导线的广泛采用，10千伏架空绝缘导线雷击断线事故时有发生。自2005年开始，每年的架空绝缘导线雷击断线率呈上升趋势。为此，必须着手研究分析10千伏绝缘导线雷击断线的原因，采取相应的对策。
1 苏州市区雷击断线情况
苏州市区的架空绝缘导线雷击断线自2005年开始呈高发状态， 2006年夏季，雷击断线事故大幅上升，已成为影响配网安全运行的重要因素。

在断线事故发生后，技术人员进行了现场查勘及资料收集，发现06年雷击断线均有以下特点：
（1）断线点均在瓷瓶附近，断口比较平整，断线点都在负荷侧，符合雷击断线的特征。
（2）26次断线中，有13次线路保护为速切动作、重合成功，有一次保护未有反映。
（3）所有发生断线的区域均属于空旷地区。
根据现场资料分析，苏州市区的绝缘导线具有显著的雷击断线特征。由于断线后保护动作有相当部分能够重合成功，致使一段时间内断下来的导线暴露在空气中，对道路车辆、行人造成极大的安全隐患。
2 雷击断线故障原因分析
近三十年来，国内外研究成果证实：架空绝缘导线遭受雷击时，雷击断线和雷击跳闸的概率几乎是100%。基本得到公认的雷击断线机理为：雷击绝缘导线时，首先是雷电过电压击穿绝缘层形成相地、相间短路，短路电弧通道引发工频续流。最终导致架空绝缘导线在电弧高温和电磁场交变应力以及导线机械负荷的协同作用下发生熔化断线。
3、防范雷击断线的几种对策
（1）架空避雷线。传统方法用架空避雷线的屏蔽保护配电架空绝缘线路，其感应电压可降至1/（1—k）(k为避雷线、导线间的耦合系统与冲击系数之积)。此法效果较好且免维护，但投资最高，防绕击雷效果较差，也容易形成线路反击。
（2）氧化锌避雷器(MOA)。应用避雷器可有效截断工频续流、限制雷电过电压和配电线路的感应过电压。缺点是保护范围较小；全线路装设的投资成本较大。
（3）线路过电压保护器。线路过电压保护器吸收日、澳、欧、美等采用的限流消弧角的工作原理，通过限流元件快速切断工频续流、有效限制雷电过电压，不需断路器跳闸来灭弧，不会造成供电中断或影响供电质量，苏州供电公司在进行了充分比较后，于06年开始在10千伏线路上广泛推广过电压保护器。
4、苏州市区过电压保护器的应用效果
（1）2007年当年雷击断线情况。
苏州市区在确定安装过电压保护器这一措施后，制定了改造计划，主要针对06年发生过雷击断线的线路以及空旷地带的线路。自06年7月份开始出图，年底开始安排停电安装。至07年6月，完成安装61回线路，安装过电压保护器2320只。
2007年的夏季期间，苏州市区遭受了多次雷雨天气，发生了大量线路跳闸，部分线路出现了雷击断线，详见表2。

从表2可以看出，虽然07年6月份至8月份遭受的雷击引起了大批的线路保护动作，但实际发生的雷击断线事故较06年明显下降。未发生加装过电压保护器的电杆断线。综合比较，过电压保护器在07年的雷雨电气中，起到了很好的防雷效果，有效的降低了雷击断线率。
（2）2007年以来总体雷击断线情况。
2007年以来，苏州市区在原有10千伏架空绝缘导线上继续加装过电压保护器。从2007年至2009年来总体雷击断线情况看，10千伏雷击断线的得到了控制。

从表3可以看出，虽然线路总长度每年都在增长，但雷击断线次数得到了有效控制，远低于2006年的最高记录。进过一年多的改造，到2009年再次得到控制，过电压保护器的总体防雷效果得到了验证。
5、结 论
（1）10千伏架空绝缘导线遭受雷击时，雷击断线和雷击跳闸的概率大，必须采取有针对性的措施。各个地区可以根据地区特点选择架空避雷线、避雷器、过电压保护器等针对性措施。苏州市区采用了线路过电压保护器。
（2）通过实际运行，线路过电压保护器可有效防止架空绝缘导线雷击断线事故，并且具有免维护、安装方便的特点。
参 考 文 献
[1] 沈国平、张锦秀、袁检等，35kV及以下架空绝缘线路过电压保护实用新技术[J]，《高电压技术》2007年第5期
[2] 文武、陈玉、裴金勇等，多导体配电线路感应雷过电压分析[J]，《高电压技术》2006年8期
[3] 曹宏裕、王凯睿、罗彦等, 架空绝缘导线雷击断线和雷击跳闸的防治[J], 《高电压技术》, 2004年第30卷