西双版纳热带雨林地区10kV配电网防雷改造浅析付吉.docx

    西双版纳热带雨林地区10kV配电网防雷改造浅析付吉    摘要：本文对云南西双版纳热带雨林地区10kV配电网线路的防雷改造方案和电力线路差异化防雷方式进行了详细的说明和阐述，并针对雷害严重、防雷困难的部分线路开展改造分析研究，应用差异化防雷手段改造热带雨林山区10kV配网架空线路，经验证，多种方式协同防雷方案可产生较为良好的防雷效果，能有效提高热带雨林山区10kV配电网应对雷电灾害的防御能力关键词：热带雨林；配网技术；防雷改造0引言由于西双版纳地处热带亚热带，区域内雨林繁茂，10kV配电线路绝缘水平低、农网改造年限久远，且90%以上是架空线路，多数区段未装设线路避雷器、避雷线、杆塔接地的相应保护措施，导致10kV配电线路遭受雷击的概率较高，每当遇到雷雨天气就会发生断线故障导致线路接地或跳闸在雷击频繁、高山深谷等易遭雷区，配电线路因雷击发生故障的可能性更大雷击跳闸损坏柱上开关、刀闸、避雷器、变压器等设备，造成电力供应中断、降低供电可靠性，影响人们正常生产和生活用电因此，结合技改修理项目对西双版纳热带雨林地区10kV配电线路的防雷改造开展研究，分析雷害事故频发生的原因，提出具有经济实用性和便于施工的差异化防雷措施是非常有必要的。

1.西双版纳热带雨林地区配电网现状分析10kV配电线路是电力系统的重要环节多年来，无数电力人都对其开展过研究分析，总结出一些较好的防雷方法但由于山区10kV配电线路受架设年限、设计标准、施工工艺、用户需求等存在的问题，多数已不能满足供电企业自身和广大用电客户的需求，因此需要逐年对其开展改造修理，甚至是出现较大故障后开展抢修工作，都为一线职工增加了较多工作量，为此，本文将对现有10kV配电线路防雷问题进行分析，着重针对已有10kV配电网线路在运维过程中出现的设计标准较低、运行年限较长、设备老化严重、供电可靠性指标等问题，并结合当前的制度标准，分析出一套经济可靠、施工便捷的技改修理改造思路，以期对10kV配电网的改造修理项目有一定帮助和借鉴作用2.雷害对热带雨林地区配电网的影响由于西双版纳配电网普遍不满足N-1运行条件，配网设备一旦遭受雷击则会造成设备损坏、跳闸甚至断线等破坏，影响用户正常的生产生活需求，且单相断线后造成的接地故障还有可能对人畜生命安全造成威胁，同时配电网线路设备遭到雷击破坏后，运维单位必须及时组织抢修，由此造成的费用消耗和电量损失都是巨大的2.1雷击原理雷电来源于大气的运动，是指一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层，或者是带电的云层对大地之间迅猛的放电。

云层对大地的放电，对建筑物、电子电气设备和人、畜危害比较大2.2雷击过程（1）先导放电阶段由于雷云中带有大量电荷，加之静电感应的作用，在雷云下方的地面或者地面上的物体将感应聚集出与雷云极性相反的电荷，雷云与其下方的大地就形成了电场，达到一定的电荷密度，此时的最大电场强度方向主要是对地的，形成指向大地的微弱导电通道，就称为先导放电2）主放电阶段当先导放电到达大地，或与大地较突出的部分迎面会合以后，就进入主放电阶段在主放电过程中，由于强烈电离作用，电离出来的电子迅速流入大地，而留下的正离子和该处先导通道中的负电荷发生猛烈的电荷中和，放出猛烈的光和热，发出巨大的雷响在主放电阶段，雷击点有巨大的电流流过，大多雷电流峰值可达数十乃至数百千安2.3雷击造成的严重后果热带雨林地区10kV配电线路遭受雷击的概率较高，每当遇到雷雨天气就会发生架空导线断线导致线路接地或跳闸故障在雷害频发、地形地貌复杂、土壤电阻率高的地区，配电线路因雷击发生故障的几率更高雷击跳闸损坏柱上开关、刀闸、避雷器、变压器等设备，造成导致用户电力中断，降低供电可靠性，影响人们正常生产和生活用电，雷击对配电网设备造成的危害一般为：（1）架空绝缘导线断线，架空绝缘线路在遭受雷击时会产生雷电过电压，当其电压值大于导线绝缘层的耐压值时，雷电流会向绝缘子底座金属或横担持续放电，工频续流固定燃烧并使绝缘导线熔断，造成单相接地或线路短路跳闸。

2）架空裸导线跳闸频繁，当配网架空裸导线遭受雷电过电压时，雷电流会沿着导线传输在导线绝缘最弱处的绝缘子闪络放电，随后工频续流向杆塔金属横担发展后形成雷电流泄放通道由于雷电流冲击，造成变电站或线路开关保护动作，线路永久性停电故障3.综合防雷改造思路3.1差异化分析（1）采用消弧线圈接地对于雷电活动频繁的地区，10kV配电网可采用中性点经消弧线圈接地来降低短路容性电流2）对于10kV架空绝缘线路，目前主要采取的防雷措施有：①路上方架设避雷线②使用复合绝缘子，提高线路的绝缘水平③加装线路避雷器，截断工频续流④设置引弧放电间隙或使用特殊设计的金属线夹3）对于10kV架空裸导线，安装线路避雷器，更换绝缘水平较高的绝缘子4）加装自动重合闸开关当雷击配电线路造成配电线路跳闸，短路电流被切断电弧熄灭，一段时间后断路器重合闸，确保配电线路供电可靠性5）降低杆塔的接地电阻，可以减少雷击杆塔时的电位升高3.2区段化改造思路（1）高大乔木区段，由于山区高大乔木普遍较高，加上近年来森林法规及环境保护力度加大，人工破坏减少，山区高大乔木长势良好，往往比10kV配电线路高出一多半，这不仅造成了高处引雷区域增加，始线路遭受绕击雷的可能性增大了不少，同时还可能造成树木被风刮断倒路上导致线路接地被迫停运，运维人员因为巡视检修难度较大，宜采用架空地线预防绕击雷的破坏。

2）灌木丛、分支线、T接线及易巡视维护区段，此类区段若是雷击频繁，因为其视线开阔，且运维人员巡视方便，宜在多雷区采用逐基杆塔线路避雷器和防雷绝缘子配合使用，在避雷器被雷电击穿，故障易于查找，缩短故障停运时间3）高山深谷等难巡视区段，这类区段是运维人员日常巡线最为头疼的地方，山高路险，车辆难以到达，只能靠人工开展维护，这类区段若发生故障停运，抢修工作极难开展，应当采用加强绝缘方式，将雷电波经过一定衰减后泄放至其它区段，避免对这一区段的设备，包括避雷器等防雷设备造成永久性破坏3.3经济性分析材料成本控制，由于材料和技术等方面原因，大规模采用单一方式对山区配电网线路进行防雷改造不易实现，故只能在合理的成本范围内采取多样化差异化防雷手段，提高改造项目的实用性和经济性施工难易程度及现场安全管控分析，在山区配电网线路上开展改造施工，作业车辆和大型工具难以入场发挥作用，往往涉及运输、人员安全、现场管理等诸多不便，因此，需要采用国内外先进手段和方法开展改造实施，确保人员安全和线路设备改造的人员安全和成效可靠供电可靠性指标分析，由于人民对安全稳定的电力需求日益凸显，且供电可靠性指标的不断提升，留给改造的停电时户数少之又少，所有项目施工必须经过对前期方案的周密分析，确保改造不影响指标，不让用户多停电。

4.改造应用情况在西双版纳热带雨林地区，10kV配电网线路雷击频繁，改造修理项目在前期现场勘查和设计阶就已经多采用差异化防雷方式改造，尤其是多种防雷手段的协同配合工作，已改造的多条10kV配电网线路在故障停运、跳闸指标及供电可靠性等方面有了较好成效，近三年以来，全局配网跳闸率年同比降低15%以上，改造成效较为明显5.结束语本文对西双版纳热带雨林地区配电网雷击跳闸原因进行深度细化分析，并结合现场实际提出改造、修理建议，对改造后的成效结果进行对比分析后，确保资金使用有的放矢，效用最大化，同时，也为运维人员减轻了工作量，还提升了供电可靠性，为广大用电客户缩短了停电时间参考文献[1]彭海涛.山区10kV配网架空线路差异化防雷策略研究[D].华南理工大学,2011.[2]林亮.山区架空配电线路雷害研究[D].华南理工大学,2015.[3]王胤宏.10kV配电线路故障浅析与排查[J].2017年云南电力技术论坛论文集.  -全文完-。