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江門市區10kV架空線路雷擊分析和防治措施

文檔作者：康寬政文檔來源：鶴山供電局		點擊數：	更新時間： 2025年07月15日
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上一篇：通信線路在架空改入地過程中的質量保證措施

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第21卷第5期
2008年5月
廣東電力
GUANGDONG ELECTRIC POWER
Vo1．21 No 5
Mav 2008
文章編號：1007—290X(2008)05—0059—04
江門市區1 0 kV架空線路雷擊分析和防治措施
康寬政
(鶴山供電局，廣東鶴山529700)
摘要：以江門市區10 kV架空線路雷擊率為研究對象，以架空線路年雷擊率計算理論為基礎，對年均公里雷擊
率理論值與實際值進行比較分析。分析結果表明，市區裸導線的年均公里雷擊率低于理論值的50％ ，絕緣導線
的年均公里雷擊率基本接近理論值，各鎮線路的年均公里雷擊率都超過理論值。最后針對存在的問題，提出了
有效防雷措施和方法。
關鍵詞：架空線路；雷擊率；防雷措施
中圖分類號：TM863 文獻標志碼：B
Lightning Analysis；and Protection for 10 kV Overhead Transmission Lines in
Urban Districts of J iangmen
KANG Kuan—zheng
(Heshan Power Supply Bureau，Heshan，Guangdong 529700，China)
Abstract：W ith the study Oil the lightning strike rate of 1 0 kV overhead transmission lines in urban districts of Jiangmen，
China and based on the computational theory of anflual lightning strike rate of overhead lines，the theoretical value and the
actual value of the annual average lightning strike rate per kilometer are compared and analyzed．Analytical results show that
the actual value of urban plain conductors is 50％ lower than the theoretical value，the actual value of insulated conductors
close to the theoretical value and the actual value of township power lines over the theoretical value．In response to the
existing problems，the paper COEcludes with effective lightning protection methods．
Key words：overhead power line：．1ightning strike rate；lightning protection
1 0 kV架空線路雷擊事故原因分析及采取有效
的防雷措施是目前電網研究的熱點問題l1 j。江門
市區配電網共有231條10 kV線路，其中電纜線
路96條，長約540 km，架空線路135條，長約
848 km(裸導線561 km，絕緣導線287 km)。每年
的雷雨季節，10 kV架空線路經常因雷擊引起線路
跳閘停電，給工農業生產及人們日常生活帶來不
便，也影響電網的安全運行，供電的可靠性。
雖然配電網中桿塔的平均高度要比送電線路的
桿塔低，線路周圍可能受到建筑物和樹木的遮蔽，
使遭受直擊雷的機會相對少一些；另一方面，由于
配電線路沒有架空地線，電壓等級低，線間距離也
較小，配電網絕緣水平較低，遭受直擊雷很容易跳
收稿日期：2007—08—07
閘，發生雷擊損害事故。運行經驗證明，配電網的
雷害事故約占整個電力系統雷害事故的6()％ ～
70％。因此，必須大力加強配電網的防雷保護，才
能提高供電的可靠性。
1 市區10 kV架空線路年雷擊率的理論
計算
線路雷擊閃絡率計算要考慮兩個因素：一是絕
緣子閃絡判據，取絕緣子的雷電沖擊5(J％放電電
壓值，二是感應過電壓的計算。
計算線路雷擊閃絡率需要用統計方法，若雷電
流幅值和雷擊位置為兩個相互獨立的隨機變量，雷
擊位置沿導線平行和垂直兩個方向均勻分布，雷電
流幅值概率分布計算為
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第21卷
lgP = ． (1)
一
c)西
式中，，為雷電流幅值，kA；P為大于或等于，的
概率。
沿導線垂直方向從50 m至 區段內：分成若
干長度為f、寬度為ds的小區間，雷電均勻地擊
于這些區間。設某個區問距線路的距離為 ，導
線平均高度為h ，當U 取值為絕緣子的雷擊沖
擊5O％放電電壓值(記為Us )時，得雷擊該區問
且引起絕緣子閃絡的最小雷電流，即
{I }kA 25{h
d
} (2)
雷擊電流幅值超過， i 時，可引起絕緣子閃絡。
該區間每年遭受雷擊且引起絕緣子閃絡的次數為
{N }次，(k ． )=P{ }次 (km2． ){f} {ds ×10一 ．
(3)
式中，P為雷電流幅值超過， 的概率，P(I ． =
{lmin>kA U _IS
1()一下=10 ；y為地面落雷密度，按照過
電壓保護規程取值，一般情況下， =0．015次／
(kin2·a)(根據江門地區氣象資料，江門地區雷電
日為8()天)。
將每個區問雷擊且引起絕緣子閃絡的次數累積
起來，可獲得全年的雷擊閃絡次數，即
rS㈣ U S
= Σ ～ =J ]0一 ×10一d =
S=j()m √ 5(1
2．8× 1()_ {f(一 2 2 00hj 1()一
． (4)
式(4)中，S ：壟
， 這樣，當mln分別取8I)
kA，100 kA，12()kA 和300 kA，f取1 km 時，
可分別算出正、負極性雷擊閃絡概率，計算結果見
表1和表2。假定正極性雷擊出現的概率為1()％，
負極性雷擊出現的概率為90％ ，則每年每公里線
路因雷擊引起的閃絡概率見表3。
雷擊配電線路附近時，配電線路上的感應過電
壓與諸多因素有關，如雷電流幅值及達到幅值的LI寸
問、主放電速度、線路高度、線路與雷擊點問的距
離。當感應過電壓幅值超過配電線路的絕緣耐受水
平時，線路將發生閃絡。當雷擊點與輸電線路的距
離為 ，且 >5()m時，若導線上的感應過電壓幅
值為u ，則有
U i ：25 ． )
表1 負極性雷擊閃絡概率計算值 次／(kin·a)
條件 c 型絕緣子的閃絡概率P T s型絕緣子的閃絡概率
裸導線 絕緣導線 裸導線 絕緣導線
條件
P!c，型絕緣子的閃絡概率Pt s型絕緣子的閃絡概率
裸導線 絕緣導線 裸導線 絕緣導線
表3 雷擊閃絡概率計算值 次／(km·a)
條件
P c，型絕緣子的閃絡概率P s型絕緣子的閃絡概率
裸導線 絕緣導線 裸導線 絕緣導線
式中，對10 kV線路，h d取10 m。
2 市區10 kV架空線路年雷擊率的統計
雷擊大地時，在配電線路三相導線上的感應過
電壓幅值接近，往往會引起相問閃絡，短路電流較
大，造成斷線。所以假定閃絡后即斷線，則表3即
為每年每公里架空絕緣導線斷線次數。假設進一步
提高線路絕緣水平，將絕緣子的雷電沖擊50％的
放電電壓較P 型絕緣子的放電電壓值提高3()％
(相當于P s型絕緣子的水平)，按公式(5)計算的雷
電感應過電壓引起的線路閃絡概率見表4。
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第5期 康寬政：江門市區10 kV架空線路雷擊分析和防治措施
表4 雷擊閃絡概率計算值 次／(km·a)
表3與表4中，采用P 型絕緣子的閃絡概率
值分別減少45％和51．3％。即使如此，當線路長
度超過1 00()km時，每年雷擊閃絡次數仍在1()次
以上，因此單靠提高線路絕緣水平難以完全解決雷
擊斷線問題，應從其它保護措施著手。
假定市區所有架空線路裝設的針式絕緣子為
P 型，市區10 kV架空線路年雷擊率的理論值與
實際值的比較見表5。
3 防治措施
從以上的統計分析可知．市區的年均公里雷擊
率較好，裸導線的年均公里雷擊率低于理論值的
5O％ ，絕緣導線的年均公里雷擊率基本接近理論
值。各鎮的年均公里雷擊率都超過理論值，最高的
達到476．5％ 。因此，應該加強各鎮的防雷設施的
改造與建設，降低年均公里雷擊率。線路SF 斷路
器動作整定值不合適，與上一級保護未能形成一定
的級差，常是線路斷路器與變電站斷路器同時跳
閘，或變電站的斷路器跳閘而線路斷路器不跳。一
些專用變壓器用戶對避雷器的重要性認識不足，不
愿配合供電部門進行規定的預試，使一些淘汰型號
或耐壓能力、泄流能力不合格的避雷器帶病運行，
造成避雷器性能下降或失效。
根據以上理論計算和分析統計，建議采用以下
防雷措施：
a)更換和安裝耐壓等級高一級的絕緣子或瓷
橫擔。雷擊1【】kV架空線路針式絕緣子事故，是
最多見的設備事故，其原因是江門地區年雷暴日
多、雷期長，針式絕緣子質量或耐壓水平不過關。
在受雷害嚴重的線路地段適當采用20 kV電壓等
級的絕緣子或瓷橫擔，提高其耐雷水平。
b)安裝金屬氧化物避雷器(MOA)。可在空曠
的10 kV架空線路上安裝線路型避雷器，在配電
網設備，如配電變壓器高低壓側、柱上開關、電纜
頭等處必須安裝避雷器，淘汰老式的FS一1 0型碳化
硅磁吹或閥型避雷器。絕緣導線線路適當增加線路
避雷器，消除雷電流在導線絕緣層無法擴散造成導
線局部發熱斷線。
c)檢查、整改接地裝置。嚴格定期檢查接地
裝置的銹蝕情況，測量10 kV配電網上接地裝置
的接地電阻，不合格的給予整改，保證線路接地電
阻值不大于10 Q。與1 kV以下設備共用的配電變
壓器臺架接地裝置接地電阻不大于4 Q。
表5 年均公里雷擊率的理論值與實際值比較
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第21卷
d)正確配置線路分段柱上SF 斷路器。要正
確設置動作電流，最好采用有延時動作時間的SF
斷路器，注意在前后斷路器問要有不同的時延，形
成級差。這樣可以減少受瞬問沖擊電流影響跳閘的
次數，也可以避免不同線路段上的斷路器同時動作
的現象，縮小停電范圍。有條件的農村電網線路主
干線安裝配電線路自動化開關，縮小線路故障帶來
的整體停電，實現故障自動隔離，達到最大范圍內
減少停電區問，最大限度地縮短停電時問，提高供
電質量和供電可靠性
e)按一定問距裝置桿上避雷器或放電問隙，
一般以3檔為好，即1 5()m左右。在多發雷擊地區
穿越高電壓等級線路，則每桿裝一組避雷器或放電
問隙，從而起到避雷作用，減少雷擊斷線事故。
f)將部分雷區線路的裸導線更換成絕緣導線，
提高線路的表面耐雷水平。
g)更換和安裝防弧金具、帶外串連問隙金屬
氧化物避雷器或與絕緣子配套使用的環形電極帶外
串連間隙金屬氧化物避雷器。在線路上采用帶放電
箝位的柱式瓷(復合絕緣子)，提高其耐雷水平。
h)將耐張瓶全換為防雷絕緣子，將起到較好
的防雷效果。
i)延長閃絡路徑。其目的是通過延長閃絡路
徑，導致電弧容易熄滅，局部增加絕緣厚度，及采
用長閃絡路徑避雷器。在導線與絕緣子相連處部位
加強絕緣，提高絕緣強度，使放電只能從加強絕緣
邊沿處擊穿導線，產生沿面閃絡。
j)局部剝離絕緣導線外絕緣層，使此處相當
于裸導線，從而電弧能在剝離部分滑動，而不是固
定在某一點燒蝕。
4 結束語
眾所周知，在現有的防雷措施下，架空配電線
路仍存在一定的雷擊跳閘率和事故率，而且在部分
地區還相當高。雖然通過采取各項防雷措施后，會
降低雷電活動強烈地區的雷擊事故概率，但是，雷
電發生的隨機性大，雷擊線路又屬于小概率事件，
受投資及地理環境等因素影響，很難防止雷擊線路
這類小概率事件的發生。如前所述的所有防雷保護
措施，其核心思想就是盡可能地提高線路的耐雷水
平，減少雷擊跳閘率。我國把雷擊跳閘率作為考核
電網安全運行的重要指標。因此，各供電企業為
“堵塞”雷擊跳閘事件的發生，投人大量的資金和
技術人員改造電網后發現，依然很難真正意義上的
防止雷擊跳閘事件的發生。為此，我們可否借鑒國
外防雷專家防雷理念，將“堵塞”思想轉變為“疏
導”，允許線路有一定的雷擊跳閘率，采用間隙裝置
并聯于絕緣子上，以定位雷電閃絡路徑，疏導工頻
電弧，避免絕緣子損壞，雖有雷擊閃絡，但重合閘
能夠成功，從廣義上做好配網線路的防雷保護工作。
參考文獻：
[1]王茂成．呂永麗，鄒洪英，等．1{J kV絕緣導線雷擊斷線機理
分析和防治措施lJ] 高電壓技術2(107．33(I)：j02—1(】5
E2]項昌富，康直成架空絕緣配電線路的防雷措施_J]．供用電
1995． 12(6)：11— 13
]丁榮城市配電線路絕緣化和防雷措施 ]．現代電力，2(J(】()
f，)． “1
作者簡介：康寬政(]965一)，男，廣東韶關人。工程師，管理學
士，在讀工程碩士，長期從事配電、供用電管理工作。
2008年1—4月份我國電量完成情況統計
2008年1_4月份，全國電網供電量952．890 Twh，
售電量903．134 Twh，分別比去年同期增長14．74％和
14。94％。全國主要電網統調用電量947．337 TWh，最兩
用電負荷435．95 GW，與去年同期相比分別增長15．10％
和1 7．41％。全國跨區送電22．471 Twh；進出口電量
6 320 Twh， 其中進口電量1。614 Twh， 出口電量
4．706 TW h。
1—4月份，華北送華東4．952 TWh， 同比增長
39。26％；東北送華北2．160 Twh， 同比增長474．46％；華
東送華中1．233 Twh， 同比增長120。43％；華中送華東
5．108 Twh，同比增長19．96％；華中送南方3．101 Twh，
間比下降24。85％ ； 西北通過靈寶變電站送華中
0。989 TWh， 同比增長7。64％。南方電網的西電送廣東
15．905 TWh，同比增長9．1 l％；西電送廣西2。912 TWh，
同比增長42．46％。
1—4月份， 廣東購香港1．595 TWh， 同比增長
l0-40％；廣東送香港2．986 Twh，同比增長15．03％；J
東送澳門0。665 Twh， 同比增長91。44％；云南送越南
1．017 Twh，同比增長97 33％；廣‘西送越南0．037 TWh，
同比增長14．53％。 (本刊編輯部整理)

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