10kV配电线路雷击故障特性分析及防雷策略

韩琰

【摘要】：随着城市居民生活质素的不断提高以及农村居民对经济作物的大力投入，对电力供应也提出了更高的要求。近年来，城乡的10kV配电线路因遭受雷击出现跳闸故障的情况越来越多，雷击现象已是产生10kV配电线故障的重要原因之一。雷击现象不仅影响到10kV配电线路的正常运行，还影响我国国民的正常生产生活。为此对如何降低10kV配电线路雷击故障率进行详细的研究和分析，促使10kV配电线路故障率的有效减少，保障人民的生产生活的正常运行，显得尤为急切和重要。

【关键词】：10kV配电线路；雷击故障；防雷策略

1、雷击分类

1.1直击雷

直击雷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。

1.2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，转变为束缚电荷，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。

2、10kV配电线路的防雷现状

架空绝缘导线作为国际上使用率最高的线路架设形式，自其普遍被应用于实际生活中，各个国家就开始针对自己国家的运行经验、科研成果以及当地实际的天气气候等因素，各自采取了最适合的防雷击故障的防范措施，其归根结底主要可分为“疏导”与“堵塞”两种。

采用“疏导”方法，即当受到雷击时，尽快将雷击闪络后的电弧疏导，从而可以让导线免收烧坏的风险。在瑞典和美国，常见的“疏导”方法时采用闪络保护型线夹，具体做法是剥离绝缘子串和导线之间的绝缘层，然后再以保护型线夹加固。

采用“堵塞”方法，即为了减少雷击闪络的次数，从而尽量增强绝缘水平。在日本，常见的避雷器为限流消弧角，其原理就是增长了雷击闪络的路径，从而从根本上增强了线路的绝缘水平。这类方法效果较“疏导”法来说更为明显，缺点是实际操作难度大，成本高。我国根据实际经济、技术水平发展，大多地区采用“疏导式”的防雷措施，我国虽然对架空绝缘导线的研究起步较其他国家晚，可近几年的防雷措施研究也渐渐重视起来，北京、上海等城市已先后开展了防雷措施的研究实践活动。从全国来看，经济越好的城市在10kV配电线路防雷方面的措施防御得越好，在一些比较偏远的地方却不尽人意，很多裸线在雷击下根本无法适应，直接导致故障的产生，上述的一些防雷现状也只是应用在大部分地区，一小部分地区的10kV配电线路复杂并且粗略，在气候环境恶劣的情况下无法正常运作，常常发生故障。

3、10kV配电线路防雷策略

3.1架空避雷线的合理使用

架空避雷线经常出现在较大型建筑以及发射架等设备中，架空避雷线具有良好的屏蔽功效特点，架空避雷线在10kV配电线路中的使用可以在很大程度上提升避雷结构的有效性，可以对1OkV配电线网进行有效的保护，因此在10kV配电线路的避雷措施当中得到了人们的广泛应用，并且在运用过程中也取得了显著的效果。

3.2安装专门的避雷器

避雷器是10kV配电线路当中重要的防雷装置，能够对整个线路起到良好的保护作用。无间隙避雷器在工频电压、续流以及雷过电压的共同作用下，很容易发生老化的现象，从而使防雷作用失效。氧化锌避雷器能够对配电线路中的薄弱环节进行专门的保护，如果在柱上开关和刀闸进行避雷器安装，就可以对配电线路进行全面的保护。

3.3线路绝缘水平的提高

感应雷过电压的幅值主要是与雷云活动和放电的随机性有所关联，感应雷过电压所承受的幅值理应要小于直击雷过电压的幅值，其范围浮动较大，因此很难控制，当直击雷过电压的幅值小于感应雷过电压的幅值时就会造成10kV配电线路的故障，造成短路等现象，因此要提高线路绝缘水平。但是我国现在很多电网之间的距离长，绝缘水平低，当产生上述情况时便会很容易地造成一定的事故，而且以现在中国大多数10kV配电线路的同塔多回路技术来看，距离上很成问题。在这里建议可以采取一些先进的技术和材料，计算精确的情况下将裸线换成绝缘导线，这样虽然增加了成本，但也增加了绝缘皮，提高了线路绝缘的水平，起到了帮助更好地防雷的作用。

3.4防雷过电压保护器

防雷过电压保护器的主要工作原理就是与10kV配电线路的绝缘子以及导线进行并联，进而通过导线引流球之间的串联间隙达到较好的避雷效果。10kV配电线路中的避雷措施主要就是防雷过电压保护器本身具有诸多优点，比如较好的使用性和经济性。在选择防雷过电压保护器的时候，相关的工作人员必须要保障其合理的配置和安装，减少安置的失误，从根本上提高10kV配电线路的避雷能力。

3.5有选择性地投运自动重合闸装置

10kV配电线路只要发生了雷击故障，就很难对其进行完全的修复。为了避免雷击故障进一步扩大，应在在线路中的某些位置安装自动重合闸装置。如果配电线路采用的全都是电缆，可以不安装自动重合闸装置。如果是电缆和架空绝缘导线的混合线路，而且电缆占整个线路40%以上时，可以不考虑安装自动重合闸装置。如果是电缆和架空的裸线混合线路，且电缆的长度达到整个线路的50%以上，也可以不考虑采用自动重合闸装置。

结语

综上所述，配电线路的运维人员在工作当中应当对直击雷、感应雷、地电位等进行相关了解和认知，并且要在了解的基础上进行科学合理的研究。从而做到避雷器的合理使用、架空避雷线的合理使用、线路过电压保护器的合理安置以及配电线路绝缘水平的合理提升，从而最终达到我国10kV配电线路雷击故障率最大限度的减少，促进电力系统能够安全、稳定、可靠运行的同时，保障人民的生活正常运行。

【参考文献】 ：

[1]钟政权.10kV配电线路防雷保护措施[J].中国新技术新产品，2013，3（6）：55-57.

[2]胡洛夫.10kV配电线路防雷击措施浅析[J].东方企业文化，2013，1（2）：41-43.