广东电网有限责任公司中山供电局 广东中山 528400
摘要：每年3月-10月是广东雷电灾害的多发季节，根据广东省闪电定位网监测统计，地闪密度高值区域主要分布在珠江三角洲。神湾供电分局位于中山市南部，属于多雷区，对线路供电的可靠性造成严重影响。因此，如何有效地做好架空线路的防雷保护措施是一个重要课题。
关键词：雷电过电压；配电防雷措施
1 引言
配电网是直接向广大电力用户分配电能的网络，因而配网的供电可靠性越来越受到重视。但因配网的网络结构复杂且绝缘水平较低，雷电过电压不仅对线路、设备造成危害，更可能造成人生伤亡事故的发生。本文通过分析雷电产生的原因，结合配网运行管理中的实际情况，提出雷电过电压保护措施。
2 雷电过电压的种类
雷电是带电荷的云所引起的放电现象。当雷电作用于电网上，就产生了雷电过电压。雷电过电压分为两种：直击雷过电压及感应雷过电压，其中感应雷过电压的发生概率远远大于直击雷过电压。
2.1直击雷过电压
直击雷过电压是雷电直接击在电网上。由于雷击时，雷电压高达几百万-几千万伏，雷电流高达几万到几十万安，强大的雷电流所经物体上的水分受热汽化膨胀，而产生强大的热效应和机械效应，从而使电网遭受到破坏。直击雷过电压又分为雷击导线过电压和雷击杆塔过电压。当雷击导线或者杆塔时，导线或杆塔电位升高，加在绝缘子两端的电压也被抬高，当超过其冲击耐受水平时，就发生冲击闪络，引起线路接地或短路，甚至发生断线故障。
2.2感应过电压
感应过电压是指在电气设备（例如架空电力线路）的附近不远处发生闪电，虽然雷电没有直接击中线路，但在导线上会感应出大量的和雷云极性相反的束缚电荷，形成雷电过电压。雷云在主放电阶段先导通道中的电荷迅速中和，这时输电线路导线上原有束缚电荷立即转为自由电荷，自由电荷向导线两侧流动而造成的过电压为感应过电压。若10千伏配电线路的绝缘效果不佳，就很容易被雷电过电压击穿，甚至击断。
3 雷电过电压的故障原因分析
神湾供电分局配网现有10kV架空线路，大多分布在山地和空旷地区，运行环境差，雷电影响大，故障次数多。下面对神湾供电分局2013年-2015年配网线路故障跳闸停电情况进行统计分析。
3.1配网故障跳闸停电次数。从充计数据得知：每年的6-9月份是配电线路故障多发期，1-4.月份和10-12月份相对较少。
神湾供电分局配网跳闸故障统计表：
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3.2配网故障跳闸原因分析：通过对神湾供电分局13-15年10KV配网故障的统计，分类不难看出，每年的6-9月是故障的高发期，自然灾害中台风占21.1%，雷电造成的故障占36.8%，雷电造成占自然实害故障的：56.6%。雷电对配网安全稳定运行影响明显。虽然，我们不能阻止雷电的形成，但是，我们可以采取有效的防雷措施，加强对配网的保护。
3.3神湾供电分局110KV定溪站10KV竹排线全长10.2公里，架空线路长8.3公里，以架空线路为主容易受自然灾害影响。在13-15年因发生因雷击故障跳闸达11次。竹排线#3塔-#4塔为约60米高的跨河塔，#1-#13塔位置绝缘子及避雷器等设备多次遭受雷损坏。
4 10KV架空线路防雷措施
对于10KV架空线路而言，由于绝缘水平较低，受雷击很容易出现故障。竹排线是供电竹排岛的主线路，主要用电为居民及鱼塘用户，接线方式为幅射式，当故障停电时无法进行转供电，因雷击故障跳闸极大影响供电可靠性和电网安全。因此对竹排线的防雷措施改造工作成为当务之急，为此结合实际作如下防雷措施的线路改造。
4.1过电压保护器
过电压保护器由线路型带串联间隙避雷器与线路绝缘子并联构成，当雷击塔杆或避雷线时，雷电流引起的高电位使线路避雷器的串联间隙动作，降低了塔臂和导线之间的电位差，保证绝缘子不再闪络，从而避免线路跳闸停电。在串联间隙动作后，避雷器本体的残压不仅被限制到远低于干绝缘子内闪络电压，而且在雷电压过后的系统工频电压下，能自己熄灭工频续流，保证正常供电。过电压保护器具备优点如下：
1、优异的保护特性：通过引流引与限流元件以及空气串联间隙的协同作用，快速切断工频续流，有效限制雷电过电压，避免导线发生雷击断线和减少雷击跳闸次数。不需断路器跳闸灭弧，不会造成供电中断，不影响供电质量；
2、不承受工频电压，运行安全可靠，使用寿命长免维护：即使因异常情况保护器损坏，因有串联间隙的隔离效果，也不会影响线路绝缘配合，确保电力系统的运行安全；特殊设计的引弧棒与氧化锌限流元件之间的空气串联间隙不会因小鸟或其它物体造成短路而发生长接地。
3、安装方便：不受线路杆塔和绝缘子限制，不需更改原线路设计；可以带电作业安装；日常维护、更换、检测可以不停电作业。
过电压保护器单价500元/组，每隔100m安装一组（3只），接地改造费为1000元，单回路每基杆塔安装避雷器所需材料费用：（500+1000）=1500元；竹排线共安装28套，过电压保护器材料费用28X1500=42000元。
4.2玻璃绝缘子
竹排线#1塔-#13塔的耐张塔、直线塔的悬式瓶适当增加片数，加强线路的防雷能力，选型从瓷式绝缘子更换为玻璃绝缘子。玻璃绝缘子运行维修中具备优点如下：
1、玻璃绝缘子在雷击出现裂纹时大多数会整个瓶破裂，由于玻璃的透明性，在外形检验时容易发现细小裂缝以及各种内部缺陷和损伤，方便查找故障。
2、由于玻璃绝缘子表层的机械强度高，使表面不易发生裂缝。玻璃的电气强度一般在整个运行期间保持不变，并且其老化过程比瓷要缓慢得多，因此玻璃绝缘子主要由于自损坏而报废，在运行第一年内发生，可是瓷绝缘子的缺陷只有在运行几年以后才开始发现。
3、耐电弧性能好，在运行中玻璃绝缘子遭受雷电烧伤的新表面仍是光滑的玻璃体，并有钢化内应力保护层，因此，它仍保持了足够的绝缘件能和机械强度。
玻璃绝缘子单价50元/片，每基杆铁塔安装6-9片，原有金具适用不需要更换，单回路每基杆塔更换玻璃绝缘子所需材料费用：480-720元；竹排线共更换31基杆塔，玻璃绝缘子材料费用29X480+2X720=15360元。
4.3运维措施
1、加强防雷设施的日常巡视检查维护工作，特别是雷电高发季节，防止防雷设施缺失失效。
2、定期测量过电压保护器和杆塔的接地电阻，防止接地装置失能。采取措施，降低接地电阻。
3、加强配电线路设备缺陷管理，做好消缺工作，及时消除隐患，不让设备带病运行。
4、通过维电保护和重合闸，在雷击故障发生后及时切除故障和恢复送电，防止瞬时雷击故障扩大或造成线路永久停电.加强配电网规划和建设，完善网架结构，提高供电可靠性。
5 相关措施运用后取得的效果
从快速检修及降低成本等角度出发，结合现在线路实际情况进行整改。该整改工程于2015年尾竣工，2016-2017年竹排线线路的因雷击跳闸次数降低为1次，跳闸率大幅下降，也证明了所采取的措施的有效性，对提升架空线路安全、可靠供电能力起到了积极使用。
6 结束语
综合上述10KV防治配网雷电过电压手法是多种多样的，供电部门根据自身实际情况，采取综合治理措施，才能提高保证配电网安全运行水平。