10kV配网线路防雷技术措施探析

金琦康

（国网浙江永康市供电公司，浙江 金华321300）

0 引言

随着电力系统的不断发展和壮大，雷击配网线路造成的安全事故不断增加。近年来，雷击配网线路引起的事故占我国所有电力事故的40%～70%，特别是在地形复杂、雷电活动频繁的地区，这给国家带来了很大的经济损失。当前，如何提高配网线路的防雷水平，减少因雷击引发的事故越来越受到人们的重视。

1 防雷技术措施对10kV配网线路的必要性

1.1 雷电的产生及其危害

只有了解雷电的意义、形成、特征及其危害，才能对10kV配网线路防雷技术措施进行具体分析。雷电是大自然中常见却又复杂的现象，大气中的饱和水蒸气遇冷后，通过上升气流的冲击形成不同电荷的水滴，这些带有负电离子的水滴伴随着气流组成雷云，而附带大小不一电荷的雷云在空气间相互撞击后放射出的电流就是雷电［1］。雷电流在放电时，幅值达到几十至几百千安，温度约为2万 ℃，而放电时间却仅有30～50μs。极短的时间内产生的强大电流会使空气加速膨胀，形成刺眼的耀光和巨大的声响。雷云在放电的时候会产生感应电压，容易击穿金属设备上的绝缘体，严重损坏各种电气设备、建筑设施，威胁人们的财产安全，造成巨大的经济损失。

1.2 雷击配网线路的原因

1.2.1 外界因素的影响

（1）由于出现部分10kV线路、杆塔以及开关等设备的接地线被盗的情况，线路得不到保护，被盗的接地线也没有及时补接上，裸露的设备就容易遭到雷击。

（2）线路杆塔、配变接地网以及开关的不规范安装；接地网年久失修，遭到腐蚀；配网线路被周围的施工破坏或挖断等。

（3）避雷器的质量差或者长期受到雷电的冲击，容易失效。1.2.2 内在因素的影响

（1）10kV线路上方一般都有很多线路交叉穿过，高电压等级的线路容易引来雷电，当同样位于多雷区时，防雷水平本来就低的10kV线路就难以抵御雷击，雷电袭来时会先选择击向10kV线路。

（2）针式绝缘子在10kV线路中使用较为广泛，能明显抵御雷击，但针式绝缘子被击穿后不容易发现其故障点，会导致线路恢复供电时间延迟。

2 10kV配网目前应用的主要防雷技术措施

（1）在塔脚的位置敷设较长的接地网或打深井加降阻剂，把雷电引入大地，加大接触面积，控制电阻率，当遭受雷击时，杆塔的耐雷性能就会增强；

（2）在配变开关及电缆部分的高压侧装上避雷器；

（3）合理抵御雷击的方法有很多种：增加闪络路径、合理配置放电间隙、使用较高级别的绝缘体、加强线路检查和保护、定期更换避雷器等。

3 10kV配网线路设备的防雷技术

3.1 配电变压器的防雷技术

要保护好配电变压器，需要在低压侧装上低压避雷器，尽量使变压器的外壳、变压器、高压侧的中性点都接地，也就是做到四点共一地。

3.2 柱上开关的防雷技术

为了保证电网的安全性和供电可靠性，一般会在10kV线路上安装柱上开关。因此，需加强柱上开关的防雷技术措施，在柱上开关两侧分别设置避雷器，避免其遭受雷击。

4 线路避雷器防雷的基本原理

一般线路在没装设避雷器前，雷电流会完全经由杆塔或引下线接地装置倒泄引入大地，但由于接地电阻的存在，塔顶的电位会在短时间内迅速提高，特别是接地电阻高的杆塔。如果塔顶电位和导线感应电位之间的差值比绝缘子串临界闪络电压的50%还要大的话，就会出现跳闸的现象；对于一些土壤电阻率较大的地区来说，接地电阻很难降低，常规的防雷技术实施难度大，因此在线路上装设避雷器时，应将避雷器的特性跟绝缘子的特性结合起来，在线路遭受雷击时，避雷器可以保护绝缘子串不发生闪络。当塔顶的电位比避雷器的导通电压高时，一部分雷电流仍然会通过杆塔、引下线接地装置流入大地，剩下的都经过避雷器流向了导线，因此导线和避雷线上都有电流。雷电流由于电磁感应的作用分别在导线及避雷线中产生耦合分量，导线上的耦合分量会迅速提高杆塔电位，有效控制了杆塔对导线的放电量［2］。避雷器利用了杆塔钳电位的作用来抑制绝缘子串的闪络，以达到防雷的效果。

5 线路避雷器选型问题及安装注意事项

（1）对于线路避雷器的型号，可以根据位置和安装条件灵活选用。无间隙氧化锌避雷器放电稳定，反应快，但通流的容量相对比较大，残压高，而且长期承受电压，老化速度快，不便试验；带间隙的避雷器反应较滞后，放电不稳定，正负极下的放电电压值相差大，但一般不需要承受电压，老化的速度相对会慢很多，因此试验周期更长。

（2）安装线路避雷器应注意：地处多雷区而且容易遭到雷击的配网线路杆塔，最好把避雷器安装在铁塔上；注意保持避雷器的安全距离；避雷器必须单独敷设接地线，以减小接地电阻的影响；线路避雷器不能采用原铁塔的接地网，应另外敷设；安装要牢固，排列要整齐，高低要一致；引下线接地与接地电阻应该符合规定；定期检测避雷器的接地电阻，及时对不合格的接地网进行改造；及时更换有质量问题的避雷器组件。

6 10kV配网加装线路避雷器的优点

由于线路避雷器本身具有钳电位的作用，对接地电阻要求不高，实现山区防雷比较容易，所以加装线路避雷器可以起到非常显著的防雷效果。塔顶电位与杆塔接地装置有着密不可分的关系，合理地设计接地装置可以提高配网线路运行的有效性和可靠性。冲击接地电阻值与绝缘子串受雷击时的电压成正比，想尽量降低闪络发生的概率，必须最大程度地降低冲击接地电阻值，因此该参数在配网线路的接地设计中非常重要。接地装置的冲击接地电阻在冲击电流的作用下一般比工频接地电阻要低，但土壤的性质、冲击电流的峰值和接地装置不同，冲击接地电阻值也不同。所以在接地装置的实际设计中，仍然需要参考正常的工频电阻值。降低接地电阻值可以有效减少反击闪络的发生，但对一些土壤电阻率过高的地区来说比较难做到，也会增加技术经济方面的支出，所以需要综合考虑其他的防雷技术措施。

7 结语

10kV配网线路受自身以及外界因素的影响，极易遭受雷击，不仅会破坏线路设备，还会妨碍供电系统的正常运行，给人们的生产和生活带来诸多不便，严重影响经济的发展。因此，应当重视10kV配网线路的防雷工作，合理安装避雷器，既可减低雷击带来的电荷，又能有效减少跳闸次数，减少因雷击引发的事故。每一种防雷措施都有其针对性，因此在线路遭受雷击跳闸时应找出其中的原因，再采取相应措施，才能真正在防雷保护上取得实效。

［1］张国慧.10kV配网线路防雷技术措施探讨［J］.机电信息，2011（33）

［2］任锦国.浅谈有线电视网络防雷技术［J］.知识经济，2011（10）