浅谈10kV架空绝缘线缆的防雷保护莫艳荷

浅谈10kV架空绝缘线缆的防雷保护莫艳荷

莫艳荷

（广东电网有限责任公司东莞供电局长安供电分局广东省东莞523851）

摘要：近些年来，伴随着雷雨电击天气的逐渐增多，电网的防雷工作迫在眉睫。在我国的电网配电线路中，最常使用的线路就是10kV架空绝缘线缆，但与此同时也需要注意，其缺少相关的保护措施，而且绝缘的能力也较弱，极易造成闪络或断线等现象的发生。因此，该如何提高10kV架空绝缘线缆的防雷保护成为了急需解决的重要问题。本文对此首先简单分析了绝缘导线断线的原理，然后对雷电所造成的危害形式及原因进行了分析，最后从多个方面阐述了防雷的措施，希望本次研究能对我国电网的防雷工作提供有价值的参考。

关键词：10kV架空绝缘线缆；雷电危害；防雷措施

1绝缘导线断线原理

雷电会导致绝缘导线断线，造成一定程度上的自然危害和经济损失。当雷电发生时，导线内部的感应电荷就会发生移动，迅速的集中在绝缘导线的表面。当感应电荷都附在绝缘导线的表面，并且积累到了一定的电量时，如再加上雷电的电击将瞬间击穿导线，使得流经内部的电流发生相应的变化，造成绝缘导线断线。通过以上对绝缘导线断线的原理进行分析能够看出，绝缘导线在经过雷电的电击后，一般容易发生断线、跳闸的现象，而这往往都是由于其内部的电流迅速发生变化而导致的，并不是由雷电产生的巨大电压和电流造成的。

2雷电的危害形式及原因

具体来看，雷电的危害形式主要可以分为以下两种，一种是反击形式，另一种是绕击形式。其中反击形式是指当雷电击在杆塔上时，杆塔与绝缘导线之间的反击，而发生这种危害形式时一般产生的电压相对会比较高，而绝缘导线内部的电流也都会流入到接地装置。此时，所产生的危害也是最大、最严重的。而绕击形式则是指雷电所产生的电压绕过架空线直接击打在相线上，此时发生绕击的概率就与相线的发展方向有着密不可分的关系和联系，如相线上是向上发展的，就会发生一定概率的绕击危害。

反击形式、绕击形式二者均有各自的形成方式和原因。反击危害的形成原因是由于杆塔一般都会搭建在雷击频繁的区域，杆塔历经长时间多次的雷击之后，其耐雷电性就会大幅度地下降。此时，就容易发生杆塔之间的闪络现象，所谓的闪络是指绝缘子周围的介质被击穿，绝缘子的表面发生放电的现象。而相邻之间的杆塔也会同时发生闪络现象，只是这种现象的危害程度会有所不同。绕击危害的形成原因则是杆塔长时间处于雷击地区，其杆塔的耐雷设计水平较高，而此时与地面接触的电阻也就会减小，不仅相邻之间的杆塔会发生闪络现象，甚至较高的杆塔同样也会发生这类现象。此外，这种闪络现象发生的危害程度也会比反击危害形式有所加深，造成更严重的损害。

310kV架空绝缘线缆防雷措施

3.1安装避雷器

在我国，最早使用的避雷器是一种无间隙的避雷器，这种避雷器不仅使用效果不是十分理想，而且也无法达到所预期的避雷效果。因此，为了减少雷电对架空绝缘线缆的频繁损害，已经有部分地区逐渐安装了带有间隙的避雷器，这种避雷器能够对绝缘导线起到一定的保护作用。其工作原理是：在没有雷雨的天气中，这种避雷器不会发生任何的电压变化，只起到了一定的传输电流作用。而在雷雨天气中，当雷电穿过避雷器间隙时就会使其将所产生的电流迅速地传入大地，而经过雷电冲击之后的间隙避雷器则可以瞬间产生较大的电压，进而使电阻也迅速的增大，这样电流就被维持在了较低的范围内，以此可以将导线之内的电流迅速被切断，进而达到保护绝缘导线的目地，也实现了避雷器的最终价值。

根据相关调查数据能够发现，在以安全为前提下，对未安装和已经安装的带有间隙避雷器进行了电压测试，未安装带有间隙的避雷器时，雷电经过的瞬间产生的电压可达365kV，而已经安装了带有间隙的避雷器，其产生的电压只有29kV。由此可见，带有间隙的避雷器能够有效的控制雷电经过时瞬间产生的电压。但需要注意的是，虽然带有间隙的避雷器能够有效地切断电流，达到最佳的避雷效果，但是却需要每段的杆塔都安装这种避雷器，才能真正地保护绝缘导线。由此可见，这种避雷器在使用时不仅安装较为繁琐，而且前期的投入也较大。因此，间隙避雷器的应用还不是非常广泛。

3.2安装防雷金具

为了更好地增强对绝缘导线的保护，一方面可以使用防雷金具，另一方面可以安装防弧金具。二者在安装需求方面、经济实用方面、可靠性方面都比较类似，而在重复利用性、电压稳定性、耐烧度、免维护性等方面则防雷金具更具有一定的优势。因此，通过将二者在各个方面的对比后，一般都会选择和使用防雷金具。在架空线路遭受到雷击时，瞬间产生的电压较高，一次两次的连续高压不会使其发生短路现象，而如果连续遭受到三次以上的雷击就会发生短路现象，进而导致绝缘导线被烧断，而安装防雷金具则能够有效避免这一现象的发生。

防雷金具的工作原理是：整个导线由两个并联部分组成，其一为电极板，电极板在遇到高压经过时就会发生跳闸现象，对绝缘导线上所经过的电流起到一定的保护作用。这时所产生的高压就会经过绝缘导线上的另外一部分，换言之也就是防止绝缘导线被烧断的部分，将防雷金具安装在负荷侧的导线上，由于电极板处发生了跳闸现象，这就使得所产生的电压不得不流入到另一端，这一部分是由绝缘子等元件组成，巨大的电压会迅速击穿绝缘子的表面，进而使持续的电流在防雷金具上燃烧。这时，在绝缘子处所发生的现象就是裸导线结构，从而才能使绝缘导线不容易被烧断，对绝缘导线也起到了更好的保护作用。

3.3安装可调式保护间隙

所谓的可调式保护间隙就是一种防雷装置，由两个金属小球组成，其中一个小球固定在导线上，另一个则与杆塔的横担进行了连接，两个小球之间的距离则是按照电压的等级、绝缘子的型号进行调节的，不同的电压等级、绝缘子型号也就代表着两个小球之间不同的距离。可调式保护间隙的工作原理是：绝缘子两边并联着金属电极，以此构成了保护间隙，在电压正常、平稳时，两边的金属电极所产生的电场也相对比较均匀，可调式保护间隙处于非工作状态。而在遇到雷电天气时，间隙所释放的电压低于绝缘子的电压，这就使得间隙之间的电压先放电，由于其低于绝缘子的电压，因此巨大的电压产生的热量和电能会在间隙之间释放，也就使得绝缘子免于被破坏，进而有效地防止了雷电击断绝缘导线。

根据有关的数据调查分析能够发现，针对绝缘子不同的型号，测试了两个小球之间的不同距离，其中绝缘子的型号分别选定了P10、P15、P20，测试两个小球之间的距离结果分别为10cm、16cm、23cm。经过实验证明，绝缘子型号的不同，两个小球之间的距离也发生了相应的变化。除此以外，可调式保护间隙的优势还体现在占用的空间比较少、施工简单方便、经济实用、容易观测到故障位置、有效地保护绝缘子、防止绝缘导线被击断等多个方面的优点。

4结语

通过以上分析能够看出，10kV架空绝缘线缆的绝缘水平比较弱，当发生雷电天气时，雷电对10kV架空绝缘线缆会造成非常严重的损害，因此必须要高度重视起来。通过分析雷击断线及跳闸的原理，提出了三点有效的防雷对策，这些措施不仅操作简单，并且可靠性较高，能够较好的保护架空绝缘线缆不被雷电损害。在具体的操作中，可以结合实际情况合理的运用一种或多种策略，一方面能够避免事故的发生，另一方面也能有效增强电网供电的可靠性。

参考文献：

[1]龙安.10kV架空绝缘导线雷电过电压与防雷综合措施[J].通讯世界，2017，（12）：213-214.

[2]唐艳峰.10kV架空绝缘导线雷电过电压与防雷措施探究[J].质量探索，2016，（02）：23+22.

[3]何建林，张电，刘渝根，田金虎.基于实际雷电参数的10kV架空绝缘线路防雷分析[J].重庆电力高等专科学校学报，2011，（02）：68-72.

[4]朱秀兰.10kV架空绝缘导线断线机理及其防雷措施[J].电气应用，2010，（18）：32-34+41.