10kV配电线路防雷措施研究与应用

10kV配电线路防雷措施研究与应用

蔡兴桐

紫泉电力设计咨询有限公司

【摘要】通过相关统计分析，我国由雷击引起的10kV配电线路跳闸事故占跳闸总数的百分之七十以上。而10kV配电线路是连接变电站与用户的重要线路，一旦遭遇雷击，很容易造成设备损坏而停电。由此可见，为了提高我国10kV配电线路运行的稳定性和可靠性，就必须研究并应用10kV配电线路防雷措施。

【关键词】10kV配电线路；防雷措施；影响因素

社会与经济的发展都离不了稳定的电力供应，电力供应系统中10kV配电线路发挥着连接变电站和用户的重要作用。然而10kV配电线路绝缘水平较低、线路结构较为复杂，很容易受到雷击的影响。雷击会造成10kV配电线路的设备损坏，造成经济损失甚至人身伤害。因此，本人结合工作经验分析了影响10kV配电线路的防雷水平的因素，并在此基础上提出了10kV配电线路的防雷措施，希望能够提高10kV配电线路的抗雷击水平，提高供电的稳定性。

1.影响10kV配电线路防雷水平的因素

1.110kV配电线路中绝缘水平对防雷水平的影响

以绝缘子为主要设备的10kV配电线路绝缘水平会对线路的防雷水平产生很大的影响。很多配电线路事故中都出现了绝缘子爆炸和闪络的现象。究其原因，这与绝缘子的日常维护水平有很大的关系。由于相关部门没有对10kV配电线路的绝缘子进行定期的检测，绝缘子很容易出现老化现象。还有一些绝缘子本身就存在质量问题，却没有被检测出来并及时更换。由于10kV配电线路较长，一旦线路中的绝缘子出现老化和质量问题，则一旦线路遭遇雷击过电压则极有可能出现跳闸停电。

1.210kV配电线路中的感应雷过电压对防雷水平的影响

所谓的感应雷过电压，就是在雷云对地面放电、雷云之间放电的过程中，由于雷电电流而出现了一个强大的电磁场，电磁场会对线路产生感应而出现过电压和过电流，过电压和过电流由线路而进入设备中，对设备造成损害，这种现象就是感应雷过电压[1]。10kV配电线路在遭受直击雷过电压的情况下则必然会出现跳闸，但总体来说线路遭受雷电直击的概率并不高，绝大多数的雷击事故其实都来自于感应雷过电压。可以说在雷击事故中，感应雷过电压才是造成线路故障和跳闸的主要原因。

感应雷过电压的电压非常高，如果10kV配电线路的绝缘水平较低，则难以抵受感应雷过电压的影响。假设某一配电网架空线路的导线高度为10米，线路与雷击点的距离为50米，则在雷电流为100kA的情况下，感应过电压就能够达到500kV左右。这对于10kV配电线路来说是一个巨大的损害，极易产生闪络、断线和绝缘击穿的现象。

1.310kV配电线路中的防雷保护安装对防雷水平的影响

防雷保护安装主要包括配电网变压器防雷保护、柱上开关防雷保护和电缆分支箱和开关柜防雷保护[2]。

①配电网变压器防雷保护。配电变压器的防雷主要采取在高压侧安装避雷器的方法，事实上对低压侧的防雷保护也是必不可少的。低压侧的防雷措施可以在线路出线的前端安装避雷器，也可以在总熔断器或低压总断路器前端安装避雷器。由于电流型保护器的零线不能够重复接地，否则就不能够发挥防雷保护的作用，因此要在变压器零线出现的首端安装低压避雷器的接地线。

②柱上开关防雷保护。主要是安装在刀闸和柱上开关的避雷保护，在10kV配电网中能够起到良好的防雷效果，但是当前很多刀闸和柱上开关都没有安装相应的避雷器对其进行保护。

③电缆分支箱和开关柜防雷保护。可以在每个单元上都进行避雷器的安装，也可以选择重要的保护点进行安装。

2.10kV配电线路的防雷措施研究与应用

2.1将10kV配电线路的绝缘水平提高

绝缘子是提高10kV配电线路绝缘水平的重要设备，10kV配电线路很容易受到幅值较大变化的影响[3]。提高10kV配电线路绝缘水平的方法有很多，如果配电线路与雷云活动之间有较远的距离，则可以将原有的绝缘子进行更换，使用U50%放电电压的绝缘子，则10kV配电线路的绝缘水平得以提高。在同一电线杆架设的回路之间有着较小的距离，一旦被击穿会产生巨大的后工频续流，则回路之间会出现接地现象，影响供电可靠性，对此将绝缘皮放置于绝缘子和导线之间，并以绝缘导线代替裸线，则可以避免这种现象。

2.2投运自动重合闸的选用

电缆线路的故障难以恢复，且影响范围很大，对于投运自动重合闸的选用要根据线路的实际需要而定。适合投运自动重合闸的是纯架空线路，可以对其供电安全性进行提高。不适合投运自动重合闸的有纯电缆线路、电缆与架空绝缘导线混合线路（电缆长度占线路总长度40％或以上）、架空裸线与电缆混合线路（电缆长度占线路总长度50％或以上）。

2.3避雷器的选用和安装

避雷器能够提高10kV配电线路的防雷水平，减少跳闸事故的发生。然而工频电压会对无间隙避雷器产生长期的影响，避雷器还要承受工频续流和雷电过电压的影响，往往出现老化甚至故障。避雷器的老化和故障会严重降低10kV配电线路的防雷水平，因此在避雷器的选用上以氧化锌避雷器为宜，因此其具备免维修功能。

避雷器主要安装于易遭受雷击的线路段以及相应配电设备，在安装时要注意在雷击事故的多发线路段、配电线路的分支处杆塔上必须安装避雷器。此外相应的配电设备例如柱上开关、刀闸、配电变压器上也要安装。架空绝缘线路与电缆线路转换处、T接线路处等也要安装专门避雷器。

2.4并联间隙绝缘子的采用

电弧和绝缘子的表面在雷击闪络时最好不要有直接接触，然而操作过电压如果超过了保护间隙的承受范围则很容易造成事故。使用并联间隙绝缘子，可以在放电时使并联间隙先放电，对放电电弧根部进行捕捉，将雷电导入地面，线路和绝缘子串都不会受到损坏。并联间隙绝缘子的观测可以直接使用肉眼观测，对保护间隙的维护也比较便利。

2.5将10kV配电设备的接地电阻降低

接地电阻要根据配电变压器的容量而定，容量小于100kVA则电阻小于10Ω，容量大于100kVA则电阻小于4Ω[4]。在柱上开关和刀闸安装避雷器的情况下或者在线路杆的易击段，一般接地电阻不能超过4Ω。要降低接地电阻首先要建立在现场勘探和测量的基础上，并经过严格计算制定合适的措施。常见的降阻措施有两种，一种是水平接地体，但是该方式年限不长其易受腐蚀；另一种是施加降阻剂，降阻剂一般使用高效膨润土，施加于水平接地体的周围。

2.6过电压保护器的使用

在架空线路中安装过电压保护器能够有效的弥补其他防雷措施的不足，提高10kV配电线路的防雷水平。过电压保护器能够避免工频续流高温而导致的架空导线熔断甚至跳闸的现象，这主要是由于在过零之前的较长一段时间内，尖顶波电流的幅值较小，不会对架空导线带来损害。当前过电压保护器的技术已经基本成熟，可以投入使用。

3.结语

雷击问题造成的10kV配电线路的跳闸事件时有发生，给电力企业带来巨大的损失，也影响了供电的稳定性。然而雷击事故并非不能避免，只要对相关的影响因素进行分析，并在此基础上采取有效的措施提高10kV配电线路的防雷水平，则可以对雷击事故及其损失进行有效的防范。

【参考文献】

[1]彭荣.探讨10kV配电线路中的防雷措施[J].沿海企业与科技.2013(04)

[2]陈永辉.小议提高10kV配电线路防雷保护的措施[J].现代经济信息.2012(16)

[3]吴小青.10kV架空绝缘导线防雷措施[J].科技创新导报.2011(19)

[4]陈佳.10kV配电线路维护及防雷措施研究[J].技术与市场.2011(02)