学文网摘要：耦合地线的作用是增大导地线间的耦合系数，增大雷电流向杆塔两侧的分流，从而提高线路的耐雷水平，但不能解决配电线路自身绝缘水平低而引起的雷击跳闸或断线，只有将过电压保护器与耦合地线结合在一起，才能真正起到配电线路特别是绝缘导线免受雷击跳闸或断线事故的侵袭，提高供电可靠性。从海盐电网10kV澉长709线安全运行三年多的实例证明了这种防雷措施的科学性和可行性，具有实际的推广价值。
关键词：耦合地线 过电压保护器；绝缘导线；防雷保护
中***分类号：TM421 文献标识码：A
0引 言
据统计，由雷击引起的跳闸事故占配电线路总跳闸次数的70％－80％，雷击及由其引起的雷击过电压是配电线路损外的重要因素，而配电线路自身绝缘水平较低，是容易遭受雷击侵害的主要原因。由雷击引起的大气过电压分为两种：一种是雷击于线路所引起的直击雷过电压，另一种是雷击线路附近，由于电磁感应引起的感应雷过电压。
由感应过电压引起的雷害故障占绝大多数。据测量，感应过电压的幅度可达300 kV－500kV，不会对110 kV及以上电压等级线路的绝缘构成威胁，却对配电线路有很大的威胁，据统计，在6-35配电网雷击故障中，直击雷过电压造成的故障所占的比例不超过10％。感应雷过电压是配电线路雷击故障的主要原因。因此，配电线路防雷的重点是感应雷过电压。
据统计至2010年底海盐电网运行的10kV配电线路共有164条，线路总长1373.467kM，其中架空裸线943.604 kM，架空绝缘线228.955 kM，电缆线路200.94 kM，绝缘线路在配电线路总长中所占的比例31.3％，10kV架空绝缘线在架空线总长中所占的比例为19.53％，线路绝缘化率在县级同类供电企业的配电线路中属较先进水平。架空绝缘线从1994年在海盐10kV配电线上架设，已运行16余年，为提高供电可靠性，解决裸线所解决不了的走廊和安全问题，今后海盐电网配电线路中运用在农村电网绝缘导线比率也将会有很大的增加，随着架空绝缘线路的增多，雷击绝缘导线发生断线的机率将大幅度增加，日本在70年代初经研究得出结论：绝缘导线雷击必断。据统计海盐10kV配电线路在2002年8月至2011年间因雷击发生绝缘导线断线就达16次之多，其中14起为未装防雷金具（或过电压保护器），1起属安装工艺问题，1起为直击雷。如何防范绝缘导线断线成为一个大课题摆在我们面前迫切需要解决的问题。
1架空线路雷击特性及防范措施
1.1架空线路雷击特性
绝缘导线的雷击断线特性与裸导线的情况明显不同，当直击雷或感应雷过电压作用于裸导线引起绝缘子闪络时，接续的工频短路电流电弧在电动力的作用下沿着导线向背离电源方向移动，不会严重烧伤。而绝缘导线则不同，雷电过电压引起绝缘子闪络并击穿导线绝缘层时，被击穿的绝缘层呈一针孔状，接续的工频短路电流电弧受周围绝缘的阻隔，弧根只能在针孔处燃烧，在极短的时间内导线就会被整齐地烧断。
1.2架空线路防范措施
1.2.1架空避雷线
对于裸导线和绝缘导线避雷线均能有效降低线路雷击感应过电压；
1.2.2氧化锌避雷器
对于裸导线和绝缘导线氧化锌避雷器均能有效截断工频续流，有效限制雷电过电压，在闪络后吸收放电能量；
1.2.3线路过电压保护器
对于裸导线和绝缘导线能有效截断工频续流，有效限制雷电过电压，不承受工频电压，延长避雷器的使用寿命，避雷器损坏不影响系统运行；
1.2.4降低杆塔和防雷装置的接地电阻阻值
有架空地线的杆塔、避雷器、容量小于100kVA变压器接地电阻小于10Ω，终端杆、容量大于100kVA变压器接地电阻小于4Ω，降低接地电阻阻值是提高耐雷水平防止反击有效措施。
1.2.5其他
有装设自动重合闸装置、采用不平衡绝缘方式、采用消弧线圈接地、提高线路绝缘水平等措施
2海盐电网10kV架空线路及设备采用的防雷措施和实际应用情况：
2.1对架空和电缆的混合线路
在电缆终端两侧安装杭州永德避雷器公司生产的HY5WS-17/50L带脱离装置的氧化锌避雷器进行保护；
2.2对变压器
在高低压两侧加装氧化锌避雷器进行保护；
2.3对负荷开关
在闸刀两侧加装带脱离装置氧化锌避雷器进行保护；
2.4对新建架空绝缘线路
在08年起试点新建架空绝缘线路加装防雷击断线用穿刺型防弧金具（以下简称防雷金具如表1所示），并在反措中要求对110kV富亭变和齐家变部分出线进行防雷金具补装。采用主干线直线杆10kV绝缘导线上试用山东迅实电气有限公司FHJ型防雷金具进行保护，无接地装置利用杆身自然接地；
2.5对新建架空绝缘线路和裸线
在2009年下半年我局开始在10kV绝缘线路上安装穿刺型带间隙避雷器，并明确今后不再安装原防雷金具，全部使用过电压保护器（穿刺型带间隙避雷器如表2所示）。对架空绝缘线，直线杆实施每基每回安装一组山东迅实电气有限公司的YH5CX-13/35过电压保护器进行保护埋设接地装置；对架空裸线，直线杆开始实施每3基安装一组（3相）杭州永德避雷器公司生产的HY5CX5－17/50过电压保护器（带间隙的氧化锌避雷器）进行保护。
表2绝缘导线过电压保护器构成*** 1-高压电极，2-低压电极 3-绝缘罩 4-氧化锌避雷器
2.6对澉长709线绝缘线上试用耦合地线与防雷金具结合防雷措施
在09年3月对澉浦变澉长709线1#－#39，在导线下方架设接地线（耦合地线），其中1#－21#杆为绝缘导线，每基直线杆绝缘线上加装防雷金具，21#－39#杆为裸导线。
3海盐电网10kV架空线路2009－2011年三年来雷击故障汇总及分析
3.1海盐电网10kV配电线路故障（雷击）跳闸、保护动作汇总如表3所示
表3 10kV配电线路故障（雷击）跳闸、保护动作汇总
3.2澉长709线雷击故障分析
10kV澉长709线为110kV澉浦变配套出线，澉浦变地理位置在海盐县南部，为雷暴多发地区。从10、11两年澉长709线各受雷击跳闸一次，均为过流保护Ⅱ段动作，从保护动作范围分析故障在39#杆后段线路，说明1#－39#有耦合地线和防雷金具相结合的保护，有效的保护了线路安全运行。
3.3耦合地线与防雷金具结合工作原理
该线经过3年多来的运行实践证明：耦合地线与防雷金具结合在一起确实能起到当线路受到感应雷过电压时对架空导线特别是绝缘导线的防雷保护作用。其原理在于：由于耦合地线的存在，***路遭受感应雷雷击过电压时，绝缘子承受的过电压为导线和耦合地线之间的过电压，小于雷击过电压，也就是说，耦合地线的存在起到了一定的屏蔽作用，降低了绝缘子的过电压水平，耦合系数越大，则导线和耦合地线间绝缘子所承受的电压越小。
3.4耦合地线耦合系数的计算及挂设位置
若配电线路杆塔基本参数为：横担高度11.8米，绝缘子长度0.3米，边相导线距杆塔水平距离0.6米（如表4所示），两侧档距50米，S为横担与耦合地线悬挂点的距离，K为耦合系数。
K=导线与耦合地线互波阻抗/导线的自波阻抗
＝Z12/Z11＝ln（d′12/d12）/ ln（2h1/r）
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