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1  引言
    一直以來，通過對雷電進行的長期的觀察和測量，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充，從而指導(dǎo)我們對大氣過電壓采取合理的防護措施。
    本文就廣州供電分公司東區(qū)配營部10kV架空線的運行動態(tài)及避雷線的使用進行了探討。

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)計規(guī)程》，下列地區(qū)無條件采用電纜線路供電時應(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。
進行防雷設(shè)計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，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F4零序保護動作跳閘，重合再跳，事故現(xiàn)場情況如下：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)場如圖1所示。

圖1 雷擊通路示意圖
表1 東區(qū)配營部1995～1999年雷擊次數(shù)統(tǒng)計表

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，會在電線中流過幾千安工頻續(xù)流，往往使其斷線，國外亦有運行經(jīng)驗表明，架空絕緣線雷擊斷線的概率大于普通架空線，幾乎是逢擊必斷，這是因為當(dāng)發(fā)生雷擊閃絡(luò)時，對裸導(dǎo)線來講，在電磁力等作用下，續(xù)流電弧可以移動，而絕緣電線由于有絕緣覆蓋，電弧點被固定，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，絕緣子就容易發(fā)生閃絡(luò)或擊碎，進而擴大為斷線事故；當(dāng)雷擊導(dǎo)線時，發(fā)生單相閃絡(luò)和兩相閃絡(luò)、三相閃絡(luò)的機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、兩相同時燒斷、三相同時燒斷的現(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重要原因，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，由于電容電流較大，單相電弧不易自動熄滅，因而可能導(dǎo)致燒斷。
    配電線路出線開關(guān)跳閘時間的長短對斷線事故有著關(guān)鍵性影響。導(dǎo)線截面過小雷擊時斷線機會增加。

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)消弧線圈或自動補償裝置。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）延長閃絡(luò)路徑：采用局部增加絕緣厚度或采用長閃絡(luò)路徑避雷器，其目的是通過延長閃絡(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，而不是固定在某一點燒蝕。
    （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)過幾十年對絕緣導(dǎo)線雷電過電壓防護的研究工作，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，則不會燒蝕絕緣導(dǎo)線，但必須安裝保護間隙，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，切斷工頻續(xù)流，達(dá)到防止導(dǎo)線斷線的目的，費用比較高是這種方法的弱點。
    在配電線路上架設(shè)避雷線可使直擊雷向各個線柱分流，增強耐雷效果；對感應(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)過校核避雷線對邊導(dǎo)線的保護角，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年時間的運行未發(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，采用避雷器來防護配電線路的雷電過電壓其作用大致有兩個方面：一是通過吸收雷電能量，達(dá)到保護的目的，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行中要繼續(xù)對防雷工作進行分析、總結(jié)，進一步探討和積累配電線路的運行經(jīng)驗，有效地防止雷電對配電線路的損害。

圖2 10kV配電線路避雷線架設(shè)金具卡頂加工圖