10kV架空配电线路雷击故障特性及防雷策略

10kV架空配电线路雷击故障特性及防雷策略

崔彦平

国网山东省电力公司烟台供电公司 山东 烟台 264000

摘要：雷击故障是我国电网中常见的问题之一，特别是在10kV架空配电线路中雷击故障问题更为突显，不仅严重影响了配电网安全、稳定运行，还极易引发安全事故，进而给人们的生命财产安全造成巨大的损失。鉴于此，本文将对10kV架空配电线路雷击故障特性及防雷策略进行探讨。

关键词：10kV架空配电线路；雷击故障特性；防雷策略

1雷击分类

1.1感应雷雷击过电压

雷云在进行放电之前，线路上的正电荷逐渐吸引到靠近电场突变点附近的导线上，转变为负电荷，负电荷将会被排斥到两侧运动。雷云在进行放电的时候，负电荷会迅速地中和，正电荷逐渐会失去束缚力，最终以电压波的形式向两端迅速传播，形成了静电感应过电压。另外，直击雷放电逐渐会形成强大的脉冲磁场，磁力线会穿过配电线路导线与大地之间形成的电气回路，瞬间就能够产生电磁感应过电压。静电感应过电压和电磁感应过电压会逐渐叠加，从而形成感应雷过电压，幅值可以高达400kV-500kV，远远超过了设备的雷电冲击耐压，进而出现故障，最终导致跳闸等现象的发生。

1.2直击雷

其主要就是指带电的云层直接对某物进行猛烈地放电，其破坏力十分巨大。根据我国相关规定和标准，10kV及以下的配电线路和设备并不会单独设立相应的避雷线和避雷针，其主要原因是因为直接击中配电线路的雷电比较少。

2 10kV架空配电线路雷击故障特性

2.1地闪密度能够有效判断地区雷电活动强烈程度，地闪分布与10kV架空配电线路的雷击故障点之间存在密切关联

每年的夏、秋两季属于多雷季节，在雷雨天气会频繁出现雷电地闪活动，配电线路受雷击危害而发生跳闸故障的概率非常高。雷击闪络很少会重复，一旦出现雷击闪络就会导致导线挂线、避雷线悬挂点等被烧毁。当接地引下线接地电阻值较大时，在雷击闪络后会出现明显烧毁的痕迹。在雨季和潮湿环境下，配电线路的防雷设备老化速度会加快，防雷性能会下降，所以，应在雨季来临前加大配电线路防雷设备的检查力度，对于老旧化的防雷设备应及时更换。

2.2当10kV架空配电线路受到雷击后，会存在明显的雷击点

在高海拔、空旷地区，10kV架空配电线路周边很少存在建筑物，这就增大了配电线路受到雷击的概率，进而导致配电线路频频出现雷击跳闸故障。另外，与配电线路雷击点有关的因素较多，主要包括配电线路分布、雷电活动分布、地形地貌等因素。

2.3配电线路发生雷击跳闸故障从时间上来看，具有一定规律性

根据相关统计，配电线路发生雷击跳闸故障主要集中在每年的夏季和秋季，特别是雷雨季节，配电线路发生雷击跳闸故障的次数急剧上升，每年的7至9月属于配电线路发生雷击跳闸故障的高峰期。例如在我国的多雷地区，该地区受到雷击的危害程度以及发生配电线路雷击故障的次数要远高于其他地区。该地区的配电线路雷击故障具有规律性、季节性、瞬时性、集中性的特点。所以，处于多雷地区的电力企业，在遇到雷暴天气时，必须及时对线路进行检修和抢修，确保供电的正常、安全。

3 10kV配电线路的防雷策略

3.1架设旁路架空地线

旁路架空地线是在配电线路旁边再建造杆塔，架设架空地线，利用架空地线的引雷能力对配电线进行雷击屏蔽。配电线路的屏蔽系统由避雷线、杆塔和大地三者构成，配电线路发生绕击就是由于屏蔽系统的引雷能力不够。对于沿坡架设的配电线路，下坡侧大地的引雷能力相对较弱，这样容易导致下坡侧导线遭受雷击；另外对于沿坡架设于山顶间的线路段，由于大地离线路距离较远，也容易发生绕击。在下坡侧或山顶两侧距配电线路一定距离的地方平行架设旁路架空地线，可以将地电位位置提高，相当于增强大地的引雷能力，可降低雷电绕击导线概率。

3.2装设避雷器

10kV架空配电线路中最常见的防雷策略之一就是安装避雷器。避雷器种类较多，10kV架空配电线路中主要使用无间隙避雷器和带串联间隙避雷器两种。在10kV架空配电线路中安装避雷器，可以在配电线路受到雷击后，将雷击电流进行分流，泄放雷电荷，并且能够快速恢复绝缘性能，避免绝缘子闪络，进而保护配电线路免受雷击危害，不会发生跳闸故障。随着科学技术的发展，避雷器也在不断升级革新，新型的避雷器性能更加优良，在10kV架空配电线路中积极使用新型避雷器，能够进一步提高对配电线路的保护性能。

3.3架设避雷线

架设避雷线是配电线路最基本的防雷措施，其主要作用是防止雷电直击导线。此外，避雷线还有如下作用：对雷击塔顶的雷电流起分流作用，可以减少流入杆塔的雷电流，使杆塔电位下降；对导线有耦合作用，可以降低绝缘子串上的过电压；对导线有屏蔽作用，可以降低导线上的感应过电压。对于10kV的线路，一般不在全线架设避雷线，而只在距变电站1-2km的进线段加装避雷线，以减少绕击和反击的几率。

3.4降低杆塔接地电阻

对于一般高度的杆塔，降低杆塔的接地电阻是提高线路反击耐雷水平、降低雷击跳闸率的有效措施，也是最经济的方法。规程要求，有避雷线的配电线路，每基杆塔的工频接地电阻，在雷季干燥时不宜超过规定的数值（见表1）。在土壤电阻率ρ<1000Ω•m的地区，杆塔的混凝土基础也能在某种程度上起自然接地体的作用，在设计人工接地装置时应加以利用。在高土壤电阻率地区，降低接地电阻比较困难，可采用多根放射性接地体，或伸长接地体，或配合使用降阻剂降低接地电阻。

3.5架设耦合地线

在高土壤电阻地区，若雷击事故频发，又难以降低接地电阻，可在导线的下方4-5m处加装一条耦合地线。它虽然不能像避雷线那样拦截直击雷，但具有一定的分流作用和增强导、地线之间的耦合系数，因而也能提高线路的耐雷水平和降低雷击跳闸率。

3.6采用消弧线圈接地方式

如果配电线路所处的地区雷电活动比较强烈，并且接地电阻又很难进行降低，此时就可以运用中性点经消弧线圈接地方式，其能使雷电过电压所引起的相对地冲击闪络不转变为稳定的工频电弧，绝大多数的单相雷击闪络接地故障将被消弧线圈所消除，在很大程度上可以对建弧率以及断路器的跳闸次数进行减少。而在两相或三相遭雷击时，雷击引起第一相导线闪络是不会导致跳闸现象的，闪络之后的导线相当于地线，对耦合作用进行增加，使未闪络相绝缘子串上的电压下降，从而提高耐雷水平。

3.7加装塔顶拉线

杆塔波阻抗大，泄流效果差，导致反击耐雷水平低。在塔顶加装几根斜拉线，并单独设置接地装置，可以提供单独的雷电泄放通道，利于雷电流泄放，提高反击耐雷水平。

4结束语

10kV架空配电线路在日常运行中难免会受到雷击危害，进而发生雷击故障，对10kV架空配电线路的正常运行造成严重影响，因此，电力企业必须认真分析10kV架空配电线路雷击故障的特性，进而制定科学合理的防雷策略，保护10kV架空配电线路免受雷击损害，保证配电网安全、稳定运行。

参考文献

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