避雷器致线路故障原因分析
雷电引发的10kV避雷器爆炸事故的分析
雷电引发的10kV避雷器爆炸事故的分析[摘要]随者我国电力事业的不断发展，各个地区的电网建设也是越来越完善，为我国的各行各业发展以及人们生产生活起到了良好的促进作用。
10kV配网线路经过改造整体绝缘不断提升，供电可靠性大幅提高，低电压问题得到很大程度的解决，虽然线路安全性有所提升，但造成线路与变电站绝缘失配，使本来应该由线路对杆塔放电释放的雷电入侵能量，而经线路入侵至变电站，从而导致变电站内10kV避雷器放电；且线路绝缘越强，入侵至变电站的雷电波能量越大。
基于这种情况，本文以一变电站10kV避雷器短时间内再次故障进行原因分析，简要探讨避雷器在运行中的工作方式，原理以及在工作中容易出现的异常，故障的具体处理方法。
[关键词]避雷器；绝缘性；故障击穿[前言]2021年06月02日、2021年06月27日，某变电站在较短时间内连续发生两起避雷器爆炸，原因都是因为同一条10kV线路受雷电冲击后导致的故障跳闸，本文对此进行分析，并探索找出避雷器爆炸问题的根本原因并提出整改建议或措施，避免同类事件再次发生。
1 故障过程1.1故障一2021年06月02日15时42分，#2主变变低母线桥A相避雷器故障，10kV#2接地变高压零流Ⅰ段保护动作，跳#2变低5102开关。
事件造成10kV 2M母线失压，10kV红方线、松崩线负荷损失。
2021年06月03日03时50分，#2变低开关送电正常，恢复正常运行方式。
一、故障跳闸经过1、故障前运行方式#1主变变高1101开关及#1变低5101开关在运行中，#2变高1102开关及#2变低5102开关在运行，10kV母联5012开关在热备用状态（投入10kV母联备自投装置），10kV#1站用变、10kV#1接地变（消并小）、10kV#1PT挂10kV1M运行；10kV红方线、松崩线、10kV#2接地变（消并小）、10kV#2PT挂10kV2M运行。
2、故障后运行方式#1主变变高1101开关及#1变低5101开关在运行中，#2变高1102开关在运行，#2变低5102开关在热备用，10kV母联5012开关在热备用状态（投入10kV母联备自投装置），10kV2M母线失压。
10 kV配电线路上避雷器故障分析及防范措施
10 kV配电线路上避雷器故障分析及防范措施发表时间：2020-09-29T15:16:05.603Z 来源：《工程管理前沿》2020年17期作者：索白云[导读] 在电力运行中，提高10 kV配电线路的供电质量，对索白云国网山西省电力公司忻州供电公司山西忻州 034000摘要：在电力运行中，提高10 kV配电线路的供电质量，对促进供电企业的经济效益和社会效益具有很好的作用。
10kV避雷器故障在实际操作中容易发生故障，其中大多数故障是由避雷器本身引起的。
例如，10kV避雷器有密封缺陷，氧化锌阀板的抗老化性能差，以及10kV避雷器的瓷套被污染等。
为避免10kV避雷器发生故障，有必要在出厂前进行严格检查，加强对10kV避雷器运行状况的监控，提高10kV避雷器的抗污染能力，并确保10kV避雷器的可靠性。
避雷器的检测可以及时发现避雷器的问题，从而有效地避免了故障的发生，保证了电路的正常运行。
关键词：10 kV 配电线路; 避雷器; 故障分析; 防范措施中图分类号:TU254 文献标识码：A引言随着中国城市化进程的不断加快，市场对电力的需求也在增加，使用的电气设备数量也在增加。
为了提高电气设备的安全性和可靠性，在10 kV配电线上安装了瓷包金属氧化锌避雷器。
然而，在日常操作中，由于阀瓣侧面的裂纹，避雷器内部的水分，雷电冲击电流等，经常会击穿10 kV氧化锌电涌放电器，导致线路跳闸，从而降低绝缘性能和设备故障。
因此，加强对10 kV配电线路避雷器故障的研究和具体的预防措施，对电力系统的稳定运行具有重要意义。
1避雷器故障分析1.1阀片侧面高阻层裂纹导致的故障1.1事故分析1.1.1 2019年3月20日，王埠供电站收到调度通知书，称110 kV王埠变电站10 kV青石干发生接地故障。
事故发生后，供电站组织运维人员进行了分组检查，发现10 kV青石干34号塔的避雷器被雷击损坏[1]。
拆卸避雷器后，发现内部没有发现金属腐蚀。
10kV线路避雷器故障研究及处理办法
10kV线路避雷器故障研究及处理办法摘要：目前，中国的城市供电系统已经普遍采取10kV供电线路的方式。
但是，在10kV的供电线路运营方式中也存在着相应的缺陷，部分10kV供电线路并不能配备避雷装置或避雷装置配备上的可靠性不足，对避雷的装置维护重视度也比较不足。
还有10kV供电线路设置不当导致的防雷作用不能满足要求。
如果线路遭到闪电击中将可能造成爆裂、起火等安全事故，对供电线路及附近群众生命安全也造成极大的威胁。
基于此，文章对10kV供电线路的避雷器问题原因和预防措施加以研究，以供参考。
关键词：10kV线路；避雷器故障；处理办法引言：当今电能已经成为日常生活中必不可少的资源之一，如何保障电能的供给对于国家的经济社会发展以及人民的生活质量的改善具有重大的作用。
随着经济社会的日益发达，用电线路的增加，雷电对我们供电系统的冲击将会愈来愈大，配电网的防雷体系的设计也将变得日益关键。
配电网的供电线路具有联系电力供应与整个电力系统之间的纽带功能，它又是整个电力供应系统中非常容易发生事故的一环，而雷电产生了很大的破坏力，所以防雷与接地就显得尤为重要。
一、10kV配电线路防雷装置的原理和避雷器故障(一)10kV防雷装置的原理防雷防技术是一个工程，一般包括了外表防雷和内在防雷二个层面。
外表防雷防一般是对直击雷电的保护，内部结构一般是利用金属杆、引下线、接地体系统把由通讯装置所引起的雷电流引入地下，进而把全部雷电均匀放出地面，把大部分的雷电能量直接引入地面，以防止对电路的正常工作产生干扰。
而内在保护一般是对过电压防护，作用在于平衡系统电位变化，控制过电压频率。
防雷方法的运用必须充分考虑现场的自然状况，并结合分析条件，以确定防雷设施的作用。
对供电导线的防雷方式，一般有疏导和封堵[1]。
疏导式是利用平衡系统电压变化的释放方法进行防雷，而封堵则是利用增加供电导线所承载通讯装置能量变化的方法进行防雷。
防雷性能比较好的方法主要是有选择防雷高压支柱绝缘子、设置有间距的氧化锌避雷器、电缆直联氧化锌避雷器、在电缆铺设架空地网、增加绝缘强度以及增加绝缘子闪络能力等。
10kV氧化锌避雷器故障分析与处理
［ ４ ］ 唐信 ， 范亚洲． 一起 线路 氧化 锌避 雷 器故障 的原 因分析 及 防
防 雷技 术 与圆柱形端子之间靠螺纹接触 ，是硬接触 ，不能完全阻止 水汽进入 ；避雷器底部的有机复合物较厚（ 约８ ｍｍ） 。 产品进行重点巡视 ，尤其是潮湿天气后应加强对泄漏 电流 的监视 ，重点关注泄漏电流突增 的避雷器 ，并利用红外成 像仪加强对硅橡胶避雷器 的带 电检测 ，若发现发热现象则
［ ５ ］ 孙鹏举． 金属氧化物避 雷器泄漏 电流在线 测试分析 ［ Ｊ ］ ． 电磁
避 雷器， ２ ０ ０ ８ （ ４ ） ： ３ ０ ￣３ ２
３ 结 论 和 防范 措 施
确定 Ｂ相避雷器存在故障后对其进行了更换 ，投运后
测 得 其 泄 漏 电流 为 ０ ． ２ ４ ｍ Ａ，运 行 正 常 。该 ３ ５ ｋ Ｖ 避 雷 器
１ ． ５ 故 障处理
２ ０ １ ２ 年 ６月 １ ７ Ｅ ｌ ，更 换 了 Ａ、Ｂ 、Ｃ相 避 雷器 。更 换
［ １ ］ 李亚 东． 一起 １ ０ ｋ Ｖ油 田配电 网避 雷 器的损坏 原 因分析 及预 防措施 ［ Ｊ ］ ． 科技 广场 ， ２ ０ １ ２ （ ４ ） ： ｌ １ Ｏ ～１ １ ２
穿 甚 至爆 炸 。
Ｅ ３ ］ 吕明． １ ｌ ０ ｋ Ｖ复合 外套金 属氧化物避 雷器故 障分析 ［ Ｊ ］ ． 华北
电 技 术 ， ２ ０ ０ ９ （ １ ２ ） ： ４ ０ ￣４ ３
［ ４ ］ 毛 慧明． 金属氧化物避 雷器带 电检 测方 法综述口］ ． 高 电压技
术， ２ ０ ０ ０ （ ３ ） ： １ ５， １ ６
Ｅ ６ ］ 申忠如． 氧化锌避 雷器泄漏 电流在 线检测 的研 究［ Ｊ ］ ． 西安 交
10kV配电线路避雷器故障分析及处理方案
10kV配电线路避雷器故障分析及处理方案发布时间：2023-06-02T08:10:15.897Z 来源：《科技潮》2023年8期作者：高炜[导读] 如果避雷器侧面的绝缘层出现了细纹，无论细纹大小都会影响避雷器的绝缘性，进而导致击穿现象发生。
广东电网有限责任公司梅州兴宁供电局广东梅州 514500摘要：避雷器在10kV配电线路当中承担着重要作用，一旦避雷器环节出现故障问题，势必将会影响到10kV配电线路以及电力系统的安全可靠性，因此针对10kV配电线路避雷器故障问题必须要加以妥善分析及处理。
本文结合当前10kV配电线路实践工作发展，分析介绍了几种较为常见的10kV配电线路避雷器故障类型，同时有针对性的提出了相应故障问题处理方案，并且进一步探讨了10kV配电线路避雷器故障防范的有效措施。
希望通过本文研究，可以为电力工作带来一些参考。
关键词：避雷器；10kV配电线路；故障分析；处理方案1 阀片侧面高阻层裂纹引发故障1.1 故障分析如果避雷器侧面的绝缘层出现了细纹，无论细纹大小都会影响避雷器的绝缘性，进而导致击穿现象发生。
技术人员在制作避雷器时首先会将注意力放在温度高的注胶上，借助注胶去除避雷器阀片和外绝缘筒之间的空间，正是由于选择了温度高的注胶，才使避雷器阀片和侧面高阻层的热膨胀系数的差异性逐渐增大，此时安全事故随之发生。
1.2 处理方案为了有效解决涌现出的各类问题，要求工作人员将重心转移到能量耐受能力高的避雷器阀片上，以此满足10kV配电线路的实际需求。
当避雷器位置有雷电流经过时，如果阀片的耐受力十分有限，极易造成避雷器损坏并发生故障问题。
从避雷器的使用情况来看，4个避雷器阀片共同承担系统电压，如果遇到雷电流很可能会损坏其中两个避雷器阀片，这时另外两个避雷器阀片将承担全部的系统电压，长此以往，另外两个避雷器阀片也会因无法承受电压而出现损坏的情况。
可见选择能量耐受能力高的避雷器阀片至关重要，可以减少故障问题的发生率，使10kV配电线路处于稳定的运行状态。
10KV配电线路上避雷器故障分析及防范措施
10KV 配电线路上避雷器故障分析及防范措施发布时间：2023-02-15T09:00:52.251Z 来源：《当代电力文化》2022年19期作者：郑棉鑫[导读] 避雷器是在架空线路和配电室线路上安装郑棉鑫广东电网有限责任公司汕尾陆丰供电局广东汕尾 516600摘要：避雷器是在架空线路和配电室线路上安装的一种保护电力设备免受雷击或过电压的装置，可以起到防雷和泄雷的作用。
它在10kv配电线路中发挥着重要的保护作用，能够有效保证其安全运行。
由于避雷器运行于架空线路和配电室内，所以一旦发生故障后它的影响范围会更大、影响时间更持久。
当避雷器发生故障时，如果不及时处理，就会发生短路电流和闪络电压。
基于此，本文将重点分析导致避雷器运行故障的原因，并制定相应解决措施。
关键词:10kV配电线路；避雷器；防范措施；引言：随着我国城市化进程的不断加快，越来越多的电力线路进入人们的生活。
10 kV配电线路作为电力系统中的重要设备之一，其运行状况直接影响着电力线路运行的安全和可靠性。
单纯依靠设备自身的绝缘来承受过电压，不论是经济层面还是技术层面都几乎是不可能实现的。
为提高电气设备的安全性，加强10kv配电线路的可靠性，故在线路上加装了避雷器设备。
因此加强对配电线路避雷器故障事故原因的分析，对预防配电线路避雷器故障有重要意义。
一、10kV配电线路上安装避雷器的必要性10kv配电线路属于高压电网的一部分，肩负着电力系统供电的重要使命和功能，因此在10kv配电网的保护和控制线路上安装避雷器是非常有必要的。
一方面，在配电线路上安装避雷器能够有效地避免因为配电线路受到雷击而引起漏电故障进而导致电力线路损坏事故；另一方面，在配电线路上安装避雷器能够减少配电线路受到意外电压所引起的电气设备损坏和人身安全事故发生的概率。
在输电线路上架空线路和配电室数量日趋增多的背景下，短路电流、闪络电压在10 kV输电线路上已逐渐呈现增长态势，因此对避雷器的要求是能在短路电流超过50μs时不影响线路工作。
避雷器致线路故障原因分析
避雷器致线路故障原因分析摘要：目前，金属氧化锌避雷器在配网线路中得到广泛应用，配电线路和设备的耐雷水平有所提高。
作为这种限制过电压、进行发变电站和直流换流站绝缘配合电力设备来说，本身具有残压小，体积小，保护性能好，以及吸收过电压能量大等特点。
在目前运行过程中，因避雷器被击穿而发生的线路跳闸事故时有发生，这样供电的可靠性就得以降低，因为10kV线路在避雷器被击穿以后通过避雷器发生接地，需要在停电后处理隔离故障。
本文针对在运行维护中遇见的金属氧化锌避雷器的典型事故，对于故障原因进行详细分析，同时提出相应解决措施。
关键词：配电；金属氧化锌避雷器；故障分析1 避雷器故障原因分析阀片侧面高阻层裂纹导致的故障、避雷器内部受潮导致的故障和雷电冲击电流导致，上述三种是经过运行人员进行避雷器故障统计后，得到的主要造成避雷器故障的三个原因，下面分别对于这两种故障，在结合典型的故障实例基础上进行分析。
1.1 阀片侧面高阻层裂纹导致的故障（1）高阻层裂纹故障事例在一起避雷器击穿故障过程中，事故以后通过解体击穿避雷器，内部金属锈蚀现象并没有发现，也没有发现阀片内部及其喷铝面放电，但是同时电弧通道在阀片侧面发现。
微细裂纹被运行人员在避雷器侧面绝缘层发现，这样就降低了避雷器绝缘强度，使得击穿避雷器成为可能。
（2）造成高阻层裂纹的原因选取一种有机材料配制的涂料作为高阻层的避雷器绝缘釉，侧面绝缘层可以通过高温烧结而成。
避雷器绝缘釉会在当阀片的热膨胀系数与侧面高阻层热膨胀系数存在较大差异的情况下，出现一些细微的裂纹，这样就使得避雷器绝缘釉的强度有所降低，闪络现象就在过电压下发生。
这正是这期故障发生的原因，采用温度比较高的注胶来进行填充，来消除雷器阀片与外绝缘筒间的空腔。
由于避雷器阀片与侧面高阻层热膨胀系数之间存在较大差异的缘故，这样情况下，避雷器绝缘釉微裂纹就非常容易在高温注胶时产生。
1.2 避雷器内部受潮导致故障分析（1）内部受潮故障实例分析某年6月25日，雷雨，针对10kV长沟线发生接地故障进行分析后，在巡线过程中发现避雷器被击穿。
输电线路避雷线断线原因分析及对策
输电线路避雷线断线原因分析及对策摘要：某日01时32分04秒，该线路B相故障跳闸，重合成功；1.6s后，A相故障跳闸，重合闸未动作（开关充电时间不足）。
19min后，线路强送成功。
巡视时发现该线路架空避雷线掉落挂搭在高铁及普通铁路接触网上，铁路接触网跳闸，接触网失电，3h后完成抢修。
由于高铁在该时段没有营运班次，且故障在高铁营运车辆通车前处理完毕，未对铁路运营造成影响。
关键词：输电线路；避雷线断线原因；对策1避雷线运行出现断股短线的可能原因1.1材料缺陷在《铁路电力牵引供电过程施工质量验收标准》（TB10421-2003）未单独提及避雷线或架空地线的验收，针对镀锌钢绞线参考承力索或软横跨的主控项目“线材运达现场的质量，其质量应符合相关标准的规定。
外观质量且应符合下列规定：（1）镀锌钢绞线、镀铝钢绞线不得有断股、交叉、折叠、硬弯、松散等缺陷；如有缺陷应按规定处理；（2）镀锌钢绞线表明镀锌良好，不得锈蚀；（3）镀铝锌钢绞线镀层良好”。
由于避雷线生产制造技术含量不高，很易去制备，部分生产者，没能注重该类线材质量，施工单位对材料进场后可能疏于监管检验，导致本身有缺陷的镀锌钢绞线投入使用，在周边环境的共同作用下，常年运行可能发生故障。
1.2施工安装缺陷避雷线在人工放线过程中，由于与其他专业施工交叉，出现了对线材的损伤，施工引起的损伤主要还是硬弯和镀锌层的破坏，此外在电力系统内针对电网架空地线施工，强调了由于施工导致“金钩”导致了钢芯形成无法修复的永久变形，应该将该部分割除重接。
也就是说由于在施工安装过程中导致了架空避雷线形成了“金钩”，而又没有发现，导致其弯曲运行，长此以往也会发生断裂。
1.3腐蚀开裂镀锌钢绞线材质的地线长期暴露在大气腐蚀环境中，同时处于较低的拉应力，可能导致应力腐蚀断裂（材料在持久拉应力和腐蚀介质联合作用下发生脆性开裂的现象，称为应力腐蚀或应力腐蚀开裂）。
特点是迅速发生，且出现腐蚀裂纹，甚至断裂，因此危害极大，几乎所有耐腐蚀金属材料都可能发生应力腐蚀。
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摘要：本文从避雷器、断路器、漏电断路器在供电线路中的工作原理出发，结合笔者在工作中遇到的跳闸情况，分析安装了避雷器的线路中各种保护设备跳闸的原因，从而更好地指导防雷实践工作。
关键词：工作原理；故障原因；解决方法
1 引言
雷雨天气时，安装了电源避雷器的供电线路中,线路保护设备时常出现跳闸现象，特别是地处空旷地带的供配电系统，更是频繁地跳闸，严重的设备被雷电击穿损坏，给日常工作带来诸多不便。
由于各种原因，避雷器前端串联的断路器也经常发生动作，使避雷器失去保护作用。
本文将从解释避雷器的在供电线路中的作用和断路器、漏电断路器的工作性质，结合实际笔者在工作中遇到的跳闸情况,分析安装了避雷器的线路中各种保护设备跳闸的原因。
2 避雷器在线路中的工作原理
电涌保护器（spd），俗称避雷器。
低压配电线路中的避雷器主要由半导体元件和空气间隙组成，它们在实质上是一个限位开关，没有雷电波来的时候它两端处于开路状态，对电源和信号没有影响，当雷电波侵入并且超过某一定值时，它迅速成为通路状态，把电压箝制在一个安全范围内，把雷电流大部分泄放入地。
当雷电流过后，避雷器又恢复高阻状态，保证后端设备安全正常地工作。
3 安装有避雷器的线路中保护设备故障的原因
通过对线路、避雷器工作原理的分析，我们可以总结出雷雨天气时，装有电源避雷器的线路中各种保护设备（含避雷器前端的保护设备）出现故障的三种原因。
3.1 当电源避雷器前端串联断路器时
为了防止电源避雷器失效时，接地短路故障电流损坏设备，保障人身安全，防雷工程应用中一般在电源spd 前端串联小型断路器作为spd 的前端保护装置。
电源避雷器的失效模式可以分为两类：开路失效模式和短路失效模式。
a）开路失效模式：由于spd 本身的非线性元件形成或由与spd 串联的内部或外部保护设备与供电电源断路所形成，此时，供电电源的连续性在spd 失效的情况下被保证（图1）。
b）短路失效模式：由于spd 本身引起或由某一附加设备引起，那么电源供电将由于系统的后被保护而中断。
此时，供电系统受到保护，但是系统不再供电（图2）。
pd—电涌保护器的过流保护装置；
spd—电涌保护器；
e/i—被电涌保护器保护的电气装置或设备；
因此，优先保证供电的连续性还是优先保证过电压保护的连续性，这取决与电源避雷器失效时，断开电源避雷器的前端保护装置所安装的位置[2]。
开路失效模式下，当通过避雷器的过电流持续时间过长，即在微秒级时间内电源避雷器还无法将雷电流全部泄放入地时，串联在电源避雷器前端的保护设备会判断为过流或短路故障，从而发生动作。
此时，虽然保证了供电的连续性，但再发生过电压时，无论是电气装置或是设备均得不到保护，而再次出现持续的过电流会使供电线路中的断路器，特别是安装在总配电处的断路器会在过压的状态下发生动作，导致系统供电中断。
短路失效模式下：这种失效模式中，串联在电源避雷器前端的保护设备会在判断为过流或短路故障时使供电线路中的断路器直接动作。
在上述两种失效模式中，如果电源避雷器前端的保护设备选择的参数与避雷器的相关参数不一致时也会发生供电线路断路器的动作，特别是避雷器前端的保护设备更容易发生动作，从而降低避雷器的保护效能和供电的连续性。
因此，在防雷工程中一般采用开路失效模式的接线法（现大多数spd产品都直接把pd整合在一起）。
3.2 当线路中有漏电断路器时
在各低压电气系统中，为避免触电危险通常设置漏电短路等保护措施。
这种保护措施可以分为以下两种：
a）防直接接触保护：即导体的带电部分必须绝缘、覆盖、包起来或以杜绝接触和电击的方式布置。
b）间接接触情况下的保护：在电气系统出现故障时，金属外壳有意外带电的可能性，这种危险必须得到防护。
通常，最大允许长久接触电压ul为交流50v 和直流120v，更高的接触电压必须在5s 内自动断开（特殊情况下在0.2 以内）。
由于人身保护措施是最优先的，其他保护措施隶属于间接接触保护措施。
因此，为防止间接接触事故的发生，通常在电源线路中加装保护器，如tn系统，安装过流保护器和漏电保护器做为防止间接接触保护的措施。
但是，由于避雷器存在失效问题，所以在避雷器与漏电断路器同时存在时，会导致冲突。
这种冲击常常表现为雷雨天气时，线路中的漏电断路器频繁地动作。
以 tn-s制式为例，当电源避雷器装于漏电断路器的后端时（图3），目的是实现间接接触情况下的保护。
但是，在这种布置方式下，当避雷器将浪涌电流释放到pe线路时，可能会被上游的漏电断路器解释成为漏电流。
所以漏电断路器会试图切断有关电路，以达到间接接触的保护措施。
这就是为什么在雷雨天气时，电源线路上的漏电断路器发生跳闸而导致线路断电的原因。
此时供电系统断电，从用户供电安全的角度来看，漏电断路器的误跳是不希望发生的，应该避免。
解决的办法是将避雷器安装在漏电断路器的上游，即前端（图4）。
这样泄放的浪涌电流不再经过漏电断路器，也就不会被解释成剩余电流。
这样就避免了漏电断路器的误跳，使电气设备用电的不间断性得到保障[3]。
将电源避雷器安装于漏电断路器的上游还有另外一个原因：一旦发生设备漏电或人身触电，漏电断路器会清晰地辨认，使漏电断路器及时、安全地断开电路。
对于d级保护，即细保护，如果采用了如图5 所示的保护时，可以安装在漏电断路器的下游。
此时，浪涌避雷器泄放的浪涌电流是如此之小以至于不被漏电断路器认为是漏电流。
类似结构的避雷器有菲尼克斯的pt 系列。
因此，漏电断路器必须能承受一定幅值的雷电流，即漏电断路器应该有这样的质量：能够安全地承载通过雷电流避雷器泄放的浪涌电流,并且在这样的浪涌电流强度下不误跳。
这就要求，漏电断路器应具有不小于3ka（8/20μs）的电涌电流的抗干扰能力[2]，同时，根据不同配电制式合理地选择避雷器的安装位置，将有效地减少雷雨天气时漏电断路器跳闸的次数。