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1  引言
    一直以來，通過對(duì)雷電進(jìn)行的長(zhǎng)期的觀察和測(cè)量，已積累了不少有關(guān)雷電參數(shù)的資料，目前，有關(guān)雷電發(fā)生、發(fā)展過程的物理本質(zhì)雖尚未被人們掌握，但隨著對(duì)雷電研究的不斷深入，有關(guān)雷電的參數(shù)將不斷地得到修正和補(bǔ)充，從而指導(dǎo)我們對(duì)大氣過電壓采取合理的防護(hù)措施。
    本文就廣州供電分公司東區(qū)配營(yíng)部10kV架空線的運(yùn)行動(dòng)態(tài)及避雷線的使用進(jìn)行了探討。

2  理論分析
    隨著我國城市電網(wǎng)改造工作的不斷推進(jìn)及城網(wǎng)建設(shè)的迅速發(fā)展，為滿足城市電網(wǎng)供電的可靠性及電能質(zhì)量日益提高等要求，自90年代初以來，在我國大中城市配電網(wǎng)絡(luò)普遍采用架空絕緣電線，根據(jù)《架空絕緣配電線路設(shè)計(jì)規(guī)程》，下列地區(qū)無條件采用電纜線路供電時(shí)應(yīng)采用架空絕緣配電線路：
    ?架空線與建筑物的距離不能滿足SDJ206要求的地區(qū)；
    ?高層建筑群地區(qū)；
    ?人口密集，繁華街道區(qū)；
    ?綠化地區(qū)及林帶；
    ?污穢嚴(yán)重地區(qū)
    東區(qū)配營(yíng)部轄下10kV架空線多分布在市郊的城鄉(xiāng)結(jié)合部，在近幾年，我們相繼將白山站及燕塘站供電10kV架空線更換為絕緣導(dǎo)線。
進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)和采取防雷措施必須知道地面落雷密度，每一雷暴日每km2地面遭受雷擊的次數(shù)為地面落雷密度，以r表示，參照有關(guān)規(guī)程，r取0.015次/ km2。對(duì)于線路來說，由于高出地面，有引雷的作用，一般高度的線路的等值受雷面的寬度為10h〔h為線路線路平均高度（m）〕，也即等值受雷面積為線路兩側(cè)各為5h寬的地帶，線路愈高，則等值面積愈大。若線路經(jīng)過地區(qū)平均雷暴數(shù)為T，廣州地區(qū)取40，h取12m，則可計(jì)算出每年每100km一般高度的線路落雷次數(shù)為：
    N= r *10h * 100 * T/1000=0.015*120*100*40=7.2 次/年/100km

3  問題的提出
    在1995～1998年之間，我們將東區(qū)轄內(nèi)的分布在同和及大源的架空線更換為絕緣導(dǎo)線，在更換為絕緣導(dǎo)線之后，在雷雨季節(jié)相繼發(fā)生雷擊斷線故障。而在之前只使用裸導(dǎo)線時(shí)，雷擊過的可發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線上有明顯的電弧痕跡，未發(fā)生過裸導(dǎo)線雷擊斷線事故。
    比較典型的情況的舉例：1999年8月11日，白山F4零序保護(hù)動(dòng)作跳閘，重合再跳，事故現(xiàn)場(chǎng)情況如下：白山F4大元洞支#12－#14桿三相導(dǎo)線被雷擊斷，瓷瓶擊爛，沿大元洞支#12桿有一條蛇形放電痕跡，事故現(xiàn)場(chǎng)如圖1所示。

圖1 雷擊通路示意圖
表1 東區(qū)配營(yíng)部1995～1999年雷擊次數(shù)統(tǒng)計(jì)表

4   雷擊絕緣導(dǎo)線斷線的原因分析
    分析雷擊斷線的原因如下：當(dāng)雷電過電壓造成絕緣子兩相以上發(fā)生閃絡(luò)，并通過橫擔(dān)發(fā)展為異相之間接地時(shí)，會(huì)在電線中流過幾千安工頻續(xù)流，往往使其斷線，國外亦有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，架空絕緣線雷擊斷線的概率大于普通架空線，幾乎是逢擊必?cái)啵@是因?yàn)楫?dāng)發(fā)生雷擊閃絡(luò)時(shí)，對(duì)裸導(dǎo)線來講，在電磁力等作用下，續(xù)流電弧可以移動(dòng)，而絕緣電線由于有絕緣覆蓋，電弧點(diǎn)被固定，故而較前者更容易被熔斷。
    從系統(tǒng)配置來分析，造成斷線的主要原因是架空配電線路絕緣水平低。分析計(jì)算表明，架空線的絕緣水平低，其耐雷水平（使絕緣子不發(fā)生閃絡(luò)的臨界電流值）也必然低，這樣在雷擊時(shí)，絕緣子就容易發(fā)生閃絡(luò)或擊碎，進(jìn)而擴(kuò)大為斷線事故；當(dāng)雷擊導(dǎo)線時(shí)，發(fā)生單相閃絡(luò)和兩相閃絡(luò)、三相閃絡(luò)的機(jī)率相差只有百分之幾，雷擊后造成相間閃絡(luò)、工頻電弧燃燒、傷害導(dǎo)線的機(jī)率是很大的，因此，在斷線事故中，往往發(fā)生一相燒傷、兩相同時(shí)燒斷、三相同時(shí)燒斷的現(xiàn)象。
    其次，配電網(wǎng)單相接地電容電流增大是造成斷線增多的另一個(gè)重要原因，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于電容電流較大，單相電弧不易自動(dòng)熄滅，因而可能導(dǎo)致燒斷。
    配電線路出線開關(guān)跳閘時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)斷線事故有著關(guān)鍵性影響。導(dǎo)線截面過小雷擊時(shí)斷線機(jī)會(huì)增加。

5  降低10kV架空網(wǎng)絡(luò)雷擊跳閘及減少雷擊斷線的方法
    根據(jù)有關(guān)資料介紹，降低配電線路雷擊跳閘率的途徑有：提高配電線路的絕緣水平，降低每根桿的沖擊接地電阻，采取不平衡絕緣，架設(shè)避雷線，裝設(shè)消弧線圈或自動(dòng)補(bǔ)償裝置。縱觀國外近30年的研究成果，防止絕緣導(dǎo)線斷線的主要措施可分為如下4類：
    （1）安裝避雷裝置：安裝架空地線和避雷器來限制雷電過電壓和吸收雷電能量。
    （2）延長(zhǎng)閃絡(luò)路徑：采用局部增加絕緣厚度或采用長(zhǎng)閃絡(luò)路徑避雷器，其目的是通過延長(zhǎng)閃絡(luò)路徑，導(dǎo)致電弧容易熄滅。
    （3）局部剝離絕緣導(dǎo)線：采用防導(dǎo)線熔斷措施及新型絕緣子，安裝為局部剝離導(dǎo)線，相當(dāng)于裸導(dǎo)線，電弧能夠在剝離部分滑動(dòng)，而不是固定在某一點(diǎn)燒蝕。
    （4）提高線路絕緣水平：即提高絕緣子的50％放電電壓來提高耐雷水平。
    經(jīng)過幾十年對(duì)絕緣導(dǎo)線雷電過電壓防護(hù)的研究工作，日本研究者認(rèn)為，消除絕緣導(dǎo)線斷線有兩種方法：一是將絕緣導(dǎo)線與絕緣子相連部分的絕緣層剝掉，由于電弧能在導(dǎo)線表面移動(dòng)，則不會(huì)燒蝕絕緣導(dǎo)線，但必須安裝保護(hù)間隙，防止工頻續(xù)流燒蝕絕緣子。另外一種方法就是采用避雷器保護(hù)，切斷工頻續(xù)流，達(dá)到防止導(dǎo)線斷線的目的，費(fèi)用比較高是這種方法的弱點(diǎn)。
    在配電線路上架設(shè)避雷線可使直擊雷向各個(gè)線柱分流，增強(qiáng)耐雷效果；對(duì)感應(yīng)雷來說，由于避雷線的屏蔽效果，可抑制其在相導(dǎo)線中產(chǎn)生的過電壓。
    東區(qū)配營(yíng)部近幾年相繼在郊區(qū)一帶的雷區(qū)嘗試架設(shè)避雷線，經(jīng)過校核避雷線對(duì)邊導(dǎo)線的保護(hù)角，我們采用在原架空線加裝卡頂?shù)难b置，如圖2所示，經(jīng)過2001～ 2003年的近3年時(shí)間的運(yùn)行未發(fā)生雷擊事故，證明架空避雷線的防雷效果是十分理想的。而且，通過參照有關(guān)資料介紹，在配電線路上安裝避雷器來防護(hù)雷電過電壓是世界各國廣為采用的一種方法，采用避雷器來防護(hù)配電線路的雷電過電壓其作用大致有兩個(gè)方面：一是通過吸收雷電能量，達(dá)到保護(hù)的目的，二是安裝避雷器后能夠限制配電線路的感應(yīng)過電壓。我部已在部分架空線路安裝避雷器。
    總之，防止雷弧斷線是一個(gè)新興的、較大的科研課題，其相應(yīng)的整改措施亦在試用和不斷的完善之中，在今后的配電線路運(yùn)行中要繼續(xù)對(duì)防雷工作進(jìn)行分析、總結(jié)，進(jìn)一步探討和積累配電線路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，有效地防止雷電對(duì)配電線路的損害。

圖2 10kV配電線路避雷線架設(shè)金具卡頂加工圖