1. 湛江地区10kV配电线路雷害现状
湛江市是广东省雷暴最多的地区之一，也是全国著名的三大雷区之一，地处北回归线以南的低纬地区，属于低纬度亚热带季风区。地形独特，终年既受大陆性气候控制又受海洋性气候调节。雷暴等气象灾害严重，多雷暴年份的月份，打雷日数达30天，年平均雷暴日90天，最多的一年有117天，雷暴活动激烈，雷电强度大，为多雷暴地区。湛江地区10KV配电架空线长，覆盖面积广，少数线路受直击雷影响，大部分雷害事故是遭受到感应雷的影响。每年，雷击对湛江地区电网造成了严重的影响。根据2011年7月份湛江廉江及吴川地区的运行记录，雷击造成变电站中压馈线开关跳闸的统计如表1所示：
表1：7月份湛江廉江及吴川地区雷击跳闸统计
2.配网雷击损坏原因分析
2.1部分线路绝缘水平不高
湛江地区配电网架空线路采用的绝缘子，主要有P-20M，P-20T，CX-4.5，SC-210，FBQ-10/4T，PS-15M/T，XP-7，P-15这几种绝缘子。湛江地区线路在雷击作用下，有些线路出来绝缘子闪络或损坏现象。吴川地区配电网架空线路绝缘子在雷击作用下，导致绝缘子损坏的记录有：2010年5月10日，110kV樟铺站10kV积美线受到雷击，导致B相瓷瓶绝缘击穿，使得针式瓷瓶P-20M损坏，引起单相接地故障;东海地区2011年在感应雷作用下，导致配电网架空绝缘导线断线事故。由于配电网架空线路绝缘水平比较低，在感应过电压作用下，引起绝缘子闪络，之后转化为工频续流，导致绝缘导线断线现象。
每年在湛江地区10KV配电线路的事故中，因绝缘子闪络或者爆炸造成的事故比例不小。2011年统计表明因绝缘子闪络或者爆炸造成的事故共计52次，占全年事故的11%，从而说明湛江部分地区绝缘水平比较低。
2.2部分杆塔接地电阻超标
经现场测量，湛江地区部分接地电阻存在超标问题。配电网架空线路采用一般高度的杆塔来架设线路，杆塔的接地电阻大小对耐雷水平影响尤为明显。雷击杆塔或杆塔附近的避雷线时会引起反击过电压，绝缘子串是否闪络，与杆塔的冲击接地电阻值有直接的关系。杆塔接地电阻越大，绝缘子串上出现的过电压越高。当过电压足够高时，就会引起线路绝缘子闪络。可见，线路杆塔接地电阻的大小与线路雷击跳闸率高低密切相关。
2.3变压器防雷保护问题
根据湛江地区配电变压器的情况来看，配电变压器的防雷保护主要集中在配电变压器的高压侧安装避雷器，仍存在一部分配电变压器高压侧采用老式阀型避雷器进行保护，而且高压侧避雷器也缺少相应的运行维护措施，有一部分避雷器出现了老化的情况，应该适当地对配电变压器进行有效的保护、维护。当配电变压器高压侧侵入雷电波，引起避雷器动作时，在接地电阻上流过大量的冲击电流，产生压降，这个压降作用在低压绕组的中性点上，使中性点电位升高，当低压线路比较长时，低压线路相当于波阻抗接地。10kV架空线路只在配电变压器的高压侧装设有避雷器保护，低压侧大部分没装设避雷器保护，配变常由正变换、反变换过电压损坏，造成线路接地短路并跳闸。
2.4 绝缘导线雷击断线分析
当配电网10kV架空绝缘线路，在没有安装避雷器时，雷电强烈频繁地区，在雷击作用下，导致架空绝缘导线断线故障。雷电感应过电压会使绝缘导线绝缘薄弱处形成击穿孔，当发生闪络时，在两相或三相闪络而形成金属性短路通道，产生高达数千安的工频续流，电弧集中在某一点而不能滑动，最终导致导线的烧断。
图1：10kV港口架空绝缘导线现场事故拍摄图片
2.4设备老化严重
根据对2011年湛江地区10KV配电线路故障情况分析，设备老化造成变电站中压开关跳闸36次，占全年跳闸次数的7.6%。可见，由于设备老化引起故障，占有一定的比例，导致供电稳定、可靠性。为了保障供电可靠性，稳定性，供电部门应该加强对线路设备的检修，轮检和更换，提高供电可靠性。
3. 降低配电设备雷击损坏的方法
3.1更换老式绝缘子与劣质绝缘子
绝缘子是配电线路中重要的设备之一，绝缘子的正常运行对保持配电线路的绝缘水平和耐雷水平有着重要的作用。而绝缘子的长期运行将会出现大量的低值或者零值绝缘子，使配电线路的耐雷水平急剧下降。
瓷绝缘子运行统计数据表明，瓷绝缘子运行一定时间后电气机械强度均有降低，运行6年后平均降低20%。若瓷绝缘制造质量低劣则老化会加速，投运2~3年后性能即大为下降。良好的绝缘子击穿电压较其表面闪络电压高30%~50%。绝缘子两端出现过电压时通常仅引起表面闪络，而不影响其内部的绝缘强度，瞬态过电压下表面闪络后开关重合即可恢复送电。若老化使绝缘子的击穿电压降至小于表面闪络电压时(即低值或零值绝缘子)，绝缘子串发生闪络的工频续流将流过绝缘子内部，其电弧放电将造成绝缘子铁帽炸裂。湛江地区历年运行情况中发现有炸裂绝缘子的铁帽和检测到绝缘子明显的闪络烧伤痕迹，此类雷击事故在此配电线路中发生的几率比较高。
发现瓷绝缘子上有龟裂的情况，无论从电气性能还是机械性能方面说，都是有危险的，必须尽快更换。局部的裙边缺损或凸缘缺损，虽然不一定会引起事故，但由于会扩展成龟裂，所以应及时早日更换，以防止发生绝缘子爆炸等事故。
3.2降低接地电阻的具体措施
为了达到规定的接地电阻值，可以采取如下措施：
1)水平接地外延
杆塔接地处允许的情况下尽可能采用水平放射接地体，不仅可以降低工频接地电阻，更重要的是可以有效降低冲击接地电阻，起到有效的防雷作用。但如在水平放射长度的1.5倍的范围内有较低土壤电阻率的地方，可以采用外引接地的方式。
假设杆塔所在的地方允许水平放射接地体时应尽量采用水平放射方式。因为水平放射施工费用低，不但可以降低工频接地电阻，还可以降低冲击接地电阻，起到有效的防雷作用。
2)深埋式接地极
当基坑下层土壤的电阻率比钢筋混凝土基础所在标高处要低得多时，可采用埋设比较深的垂直接地极。这种深埋式垂直接地极可采用如下两种结构方案。一是在导电性能好的土壤中布置比较短的垂直接地极，并与杆塔的塔基相连;二是采用单一的长垂直接地极，用机械施工方法将其深埋到能接触到下部导电性能好的土壤层。
3)多支外引式接地装置
如接地装置附近有导电良好及不冻的河流湖泊，可采用此法。但在设计、安装时，必须考虑到连接接地极干线自身电阻所带来的影响，因此，外引式接地极长度不宜超过100m。[1]
3.3加装穿刺型防弧金具的结构
2010年湛江地区在雷击黑点地区试点使用穿刺型防弧金具，经过一年的试运行，穿刺型防弧金具对防止雷击断线起到一定的效果。穿刺型防弧金具的工作原理如下：
穿刺型防弧金具将高压电极设计成穿刺结构，通过尖齿刺穿导线绝缘层与线芯紧密接触，引出高电位。金具整体由高压穿刺电极、低压电极和绝缘罩三部分构成，高、低压电极形成雷电冲击放电路径。图2所示，G1为雷电冲击放电间隙，间隙的距离小于绝缘子的干弧放电间隙，雷电冲击放电发生在该间隙上;G2为工频燃弧间隙，雷电冲击放电后工频电弧弧根在电磁力的作用下由G1间隙迅速转移到G2上燃烧，使G1间隙两端电极免于烧损，距离维持不变，确保雷电冲击放电电压的稳定性，以保护绝缘导线免于烧伤断线;绝缘罩罩住高压电极。
图2穿刺型防弧金具原理
3.4加强配电网的运行维护消除绝缘弱点
定期检测零值劣质绝缘子，检测可用目测法和红外测温法，检测出劣质绝缘子并及时更换，也可参照输电线路定期大、小修的办法对配电线路实行轮修、轮换，对配电网加强运行管理，及时消除绝缘弱点，提高配电线路的绝缘水平。实践证明，这对提高配电网的耐雷水平作用非常明显。清理线路下的树木和违章建筑，防止在雷雨天气线路下的树木在风的作用下造成线路的接地短路。要有防止车辆撞线路杆塔的措施，防止外力破坏，特别是要对多用同杆架设的杆塔要重点保护。要加强对配电设备的运行管理，严把配电设备质量关，防止劣质设备进入电网。加强配电设备的试验和检修，提高设备的健康水平，加强分路开关的保护整定，防止因配电设备故障扩大停电面积，提高配电网的供电可靠性。
4.小结
由于湛江地区雷电活动频繁，配网防雷作为一项长期工作。本文对湛江地区配网多年的运行统计数据进行分析，以及对现场事故的调研分析，提出了针对性的解决方案。
[1] 廖华年.浅析降低接地电阻的综合措施. 《电工技术杂志》2004年第4期
