10kV配电线路的防雷与接地

随着国民经济的发展, 电力设施建设不断完善, 电力系统也在不断优化调整, 35k V电压等级正逐步退出电力系统, 10k V线路成为了配电系统的主干网络。近年来, 供电服务水平不断提高, 供电可靠性指标要求也不断提高, 停电时间必须严格控制, 10k V配电线路的防雷就显得尤为重要。

线路上出现的雷击过电压有两种, 一种是雷击于线路引起的, 称为直击雷过电压;另一种是雷击线路附近地面, 由于电磁感应所引起的, 称为感应过电压。

雷击过电压的危害是很大的。雷电可以击毁杆塔和建筑, 烧毁导线和设备, 击穿电气绝缘, 引起闪络, 使保护开关动作, 线路停电。还可能造成人身触电、火灾等次生灾害。所以线路防雷对电力系统的安全稳定具有重要意义。

目前, 比较常用的线路防雷措施主要有以下几种。

(1) 架设架空避雷线。利用架空避雷线的屏蔽作用来保护线路, 这是一种传统的方法。该方法效果较好, 而且可以免除维护。但是对于配电线路来说, 第一投资成本较高, 第二由于配电线路的绝缘水平较低, 容易形成反击闪络, 所以与其它防雷措施配合使用效果更好。因此, 只有在直击雷频繁地区适于架设避雷线防雷。例如在开平市大沙镇配网改造中, 由于部分线路在山顶架设, 遭受直击雷危害较为频繁, 所以采用架设避雷线的方式进行防雷, 同时采取加大线路绝缘、降低接地电阻等措施予以配合, 取得了良好的效果。

(2) 安装氧化锌避雷器。这是目前配电线路最常用的防雷措施, 它可以有效地截断工频续流, 限制雷过电压幅值和配电线路的感应过电压幅值, 同时雷击闪络后吸收放电能量, 限制工频续流, 达到保护导线的目的。但是氧化锌避雷器的保护范围小, 全线装设的投资成本又较大, 因此要研究每隔多少距离安装一组, 或者哪些地区的落雷较为频繁。还有, 氧化锌避雷器在使用时, 长期承受工频电压的作用, 一旦避雷器意外损坏, 将会造成系统死接地的故障。

(3) 安装线路过电压保护器。这种线路过电压保护器, 相当于带有外间隙的氧化锌避雷器。适于绝缘导线线路安装, 安装时, 绝缘层不需要剥开。运行中, 平时不承工频电压, 因而使用寿命较长, 也可免维护。但是仅能防护雷电过电压。

(4) 提高线路绝缘耐压水平。提高线路的冲击耐压水平, 确保只在特别高的雷电感应过电压作用下闪络, 工频续流时因放电爬距大无法建弧而熄灭。但是提高耐压水平需使用造价较高的新型材料的绝缘子, 此外, 还需与变电站保护定值相配合, 尽量防止雷过电压进入变电站内, 使事故范围扩大。

开平市配电线路中最广泛采用的防雷措施是装设氧化锌避雷器。根据运行经验, 对氧化锌避雷器安装位置也有具体要求。

(1) 架空线路与电缆线路连接部位, 避雷器要安装在隔离开关的电缆侧, 如图1所示。

由于氧化锌避雷器雷击之后需要更换, 安装在隔离开关的电缆侧, 可以在打开隔离开关的情况下更换避雷器, 而架空线路不需要停电, 减少了线路停电次数。

(2) 对于配电变压器, 除在高压侧安装避雷器外, 宜在低压侧也装设一组避雷器, 其作用是限制低压绕组的过电压, 从而也限制了感应在高压绕组的正、逆变换过电压。且高压侧避雷器应安装在高压熔断器与变压器之间。避雷器防雷接地引下线采用“三位一体”的接地方法, 即避雷器接地引下线、配电变压器金属外壳与低压侧中性点这三点连在一起, 然后共同与接地装置相连。

(3) 高压柱上开关两侧两侧应该分别安装一组避雷器, 避雷器引下线应与开关外壳及隔离开关安装铁件相连, 这是为了保证开关对地绝缘只承受避雷器残压, 而得到有效的保护。开关外壳应与避雷器的接地引下线相连, 再共同接地。

要有效的防雷, 除采用上述的防雷措施外, 还要给这些防雷设施做良好的接地, 所以接地装置的设置也是非常重要的。

首先是接地装置的设计, 开平市配电系统广泛采用的接地装置为S1接地网 (如下图) , 这种地网有5个垂直接地极和1个水平接地体, 垂直接地极由5根∠63×6×2000的等边角钢制成, 水平接地体由1根φ16的圆钢制成。每根垂直接地体间隔5米, 水平接地体与垂直接地极做可靠焊接。

其次在施工过程中, 垂直接地体打入地面以下, 水平接地体的埋深不小于0.8米。回填土时选用干净颗粒均匀的原状土并进行夯实。地网埋设形式, 线路杆塔一般为半圆型, 配电变压器一般为闭合圆环, 这是因为环形内的接触电压比较低, 而沿环形接地体走路的行人, 其跨步电压也较小配电变压器大多安装在路边, 因常有人走动, 为行人安全着想, 必须敷设为环形。

地网施工完成后, 要进行摇表测量, 看接地电阻是否满足规程规范要求。如不能满足, 就需要对地网形式进行改变, 如增加加垂直地极等;或者对周围土壤进行处理如加降阻剂等。

综上所述, 根据实际情况, 综合采用以上防雷措施, 并做好良好的接地处理, 能够满足10k V配电线路防雷击过电压的要求, 保证配电线路的安全稳定运行。

摘要：配电线路雷击过电压的危害很大, 线路防雷措施通常有架设避雷线、安装避雷器等几种。配电线路最常采用的是安装避雷器, 避雷器的安装位置要综合考虑线路防雷和保护范围等因素, 同时, 还要做好良好的接地。

关键词：配电线路,防雷,避雷线,避雷器,接地