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)害嚴重，多雷暴年份的月份，打雷日數(shù)達30天，年平均雷暴日90天，最多的一年有117天，雷暴活動激烈，雷電強度大，為多雷暴地區(qū)。湛江地區(qū)10KV配電架空線長，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，雷擊對湛江地區(qū)電網(wǎng)造成了嚴重的影響。根據(jù)2011年7月份湛江廉江及吳川地區(qū)的運行記錄，雷擊造成變電站中壓饋線開關(guān)跳閘的統(tǒng)計如表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

　　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)計表明因絕緣子閃絡(luò)或者爆炸造成的事故共計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)場測量，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耐雷水平影響尤為明顯。雷擊桿塔或桿塔附近的避雷線時會引起反擊過電壓，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，就會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行保護，而且高壓側(cè)避雷器也缺少相應(yīng)的運行維護措施，有一部分避雷器出現(xiàn)了老化的情況，應(yīng)該適當(dāng)?shù)貙ε潆娮儔浩鬟M行有效的保護、維護。當(dāng)配電變壓器高壓側(cè)侵入雷電波，引起避雷器動作時，在接地電阻上流過大量的沖擊電流，產(chǎn)生壓降，這個壓降作用在低壓繞組的中性點上，使中性點電位升高，當(dāng)?shù)蛪壕�路比較長時，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，低壓側(cè)大部分沒裝設(shè)避雷器保護，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，雷電強烈頻繁地區(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，在兩相或三相閃絡(luò)而形成金屬性短路通道，產(chǎn)生高達數(shù)千安的工頻續(xù)流，電弧集中在某一點而不能滑動，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)場事故拍攝圖片

　　2.4設(shè)備老化嚴重

　　根據(jù)對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)該加強對線路設(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，絕緣子的正常運行對保持配電線路的絕緣水平和耐雷水平有著重要的作用。而絕緣子的長期運行將會出現(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。

　　瓷絕緣子運行統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，瓷絕緣子運行一定時間后電氣機械強度均有降低，運行6年后平均降低20%。若瓷絕緣制造質(zhì)量低劣則老化會加速，投運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)過電壓時通常僅引起表面閃絡(luò)，而不影響其內(nèi)部的絕緣強度，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(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)歷年運行情況中發(fā)現(xiàn)有炸裂絕緣子的鐵帽和檢測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械性能方面說，都是有危險的，必須盡快更換。局部的裙邊缺損或凸緣缺損，雖然不一定會引起事故，但由于會擴展成龜裂，所以應(yīng)及時早日更換，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應(yīng)盡量采用水平放射方式。因為水平放射施工費用低，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，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;二是采用單一的長垂直接地極，用機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、安裝時，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)在雷擊黑點地區(qū)試點使用穿刺型防弧金具，經(jīng)過一年的試運行，穿刺型防弧金具對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加強配電網(wǎng)的運行維護消除絕緣弱點

　　定期檢測零值劣質(zhì)絕緣子，檢測可用目測法和紅外測溫法，檢測出劣質(zhì)絕緣子并及時更換，也可參照輸電線路定期大、小修的辦法對配電線路實行輪修、輪換，對配電網(wǎng)加強運行管理，及時消除絕緣弱點，提高配電線路的絕緣水平。實踐證明，這對提高配電網(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，特別是要對多用同桿架設(shè)的桿塔要重點保護。要加強對配電設(shè)備的運行管理，嚴把配電設(shè)備質(zhì)量關(guān)，防止劣質(zhì)設(shè)備進入電網(wǎng)。加強配電設(shè)備的試驗和檢修，提高設(shè)備的健康水平，加強分路開關(guān)的保護整定，防止因配電設(shè)備故障擴大停電面積，提高配電網(wǎng)的供電可靠性。

　　4.小結(jié)

　　由于湛江地區(qū)雷電活動頻繁，配網(wǎng)防雷作為一項長期工作。本文對湛江地區(qū)配網(wǎng)多年的運行統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析，以及對現(xiàn)場事故的調(diào)研分析，提出了針對性的解決方案。

　　[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