10kV架空配电线路防雷措施研究与应用

姚毅军

摘 要：在现代社会的发展过程当中，电能扮演着重要的角色，其中10 kV配电线路在我国电网系统当中是一个相当重要的部分，被广泛应用于国家电网的配置系统当中。在电网运行的过程当中，雷击事故属于影响较大的事故，可以对人们的生产生活产生巨大的影响，同时也对10 kV架空配电线路产生相当严重的影响。文章首先对雷击对于10 kV架空配电线路的威胁进行了分析；其次对10 kV配电线路雷击的过电压形式进行了分析；最后提出了10 kV配电线路防雷保护的有效措施。

关键词：10 kV；架空配电线路；防雷措施

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）29-0099-02

雷击属于严重的自然灾害，尤其是在广东的沿海地区当中。从现阶段的数据来看，10 kV配电线路的雷害事故发生频率还是相当高的，对于国家配电网的供电可靠性和电网的安全造成了相当严重威胁的同时，也对人们的日常生产生活带来了很多的不利影响。在此种情况下，就需要对10 kV配电线路的防雷保护措施进行不断的研究，从而提升10 kV配电线路的耐雷水平。

1 雷击对于10 kV架空配电路的威胁

1.1 雷击事故形成的原因

在自然界的各种现象当中，雷电属于一项重要的天气现象，雷击现象的形成原因是相当多的。在大多数的情况下，一般是由于地表的湿气比较重，在受到高温蒸发之后上升到高空当中，并且和大气当中存在的水蒸气进行结合，在凝结之后就会产生冰晶或者水滴现象，在逐渐累积的情况下就会形成大片的积云。大片的积云在不断的摩擦之下就会产生气流，在不断摩擦的过程当中积云就会形成正负两种电荷，称之为电云，会对地面的一些事物产生雷击的现象。

1.3 雷击对于10 kV线路造成的危害

在10 kV架空配电线路或者电网系统当中，在很大程度上会受到雷击的影响，因此在线路导线方面就会产生相对强烈的电磁感应。在此种情况下，就会在短时间之内形成相对较高的电压，在这个时候雷击事故当中所产生的电压已经远远的超过了电网线路当中的电压负荷。因此如果线路被雷击中，就会对电网的线路产生相当大的影响，比如烧损、跳闸以及避雷器烧坏等现象，在对电力设备造成影响的同时也会对电路设备的正常运行产生一定的影响，造成巨大的经济损失。

2 10 kV配电线路雷击的过电压形式

2.1 直击雷过电压

直击雷过电压，即为雷云在对一些建筑物进行击中的过程当中，该物体的内部会产生强大的雷电电流在其中进行流过，从而使得该物体的内部产生相当高的电压降，比如杆塔、电力装置等。

2.2 感应雷过电压

感应雷过电压，即为雷电在击中附近大地的时候，由于导线上本身的电磁感应会产生相当大的过电压。一般情况下感应雷过电压分为两部分，是静电分量和电磁分量两个部分来共同构成的。在静电分量当中，主要是通过先导通道当中的雷电荷所产生静电场的突然消失而引起电磁感应电压，其中的值是可以达到很高的。在电磁分量当中，主要是利用先导通道当中的雷击电流所形成的磁场变化而引起的感应电压，其中的导线和放电通道呈现出相互垂直的状态，两者之间所存在的互相感应现象是不大的，也就是电磁感应。在此种情况下，电磁分量相对于经典分量来说是相当小的，因此静电分量起到的作用是相当巨大的。

在10 kV架空配电线路当中，线路所产生的闪络或者故障的主要原因不是直击雷过电压而是感应雷过电压，因此配电线路受到直击雷过电压的影响是相当小的，配电线路受到感应雷过电压的故障比例是相对要大的，因此需要对感应雷过电压的防护措施进行全面的分析研究。

3 10 kV配电线路防雷保护的有效措施

3.1 提升线路绝缘水平

在很多的10 kV配电线路当中，运输过程都会受到地形地貌以及气流等多方面的影响，因此容易出现重复性闪络的现象。此种现象多发生在山区的供电线路当中，在很多山区的供电线路当中，为了节约线路的走廊，在很多的情况下会利用同一个杆塔多个回路的技术进行架空配电线路的设置，利用此种方式在很大程度上节约了线路的走廊成本，对线路方面的投资有了很大的改善，但是值得注意的是同一个杆塔多回路的方式会在线路和线路中间造成电气距离不够的现象。因此如果一个回路当中的线路遭到了雷击的伤害，就会导致线路的绝缘子发生对地击穿的现象。

与此同时就会对同一个杆塔当中的多个回路产生相当严重的影响，在很大程度上对配电线路的供电可靠性造成了极大的影响和威胁。

在此种情况下，可以利用增加线路绝缘的方式来进行有效避免，将裸露的导线利用绝缘导线代替，并且增加绝缘子片的数量，还可以在带线和绝缘子支架进行绝缘皮和绝缘子型号的更换和增加。

除此之外，在进行配电线路的设施施工的时候，还需要根据实际情况来对线路方面的防雷措施进行设计，比如需要对广东等南方地区进行线路的设计的时候，需要了解到当地的气候条件来对线路进行设计梳理，从全方位来满足线路当中的耐雷水平，进行接地电阻的测量，从而对接地现象进行实时检测。如果遇到雷雨季节的话，就需要对接地电阻进行有效测量，通过接地扁铁来对接地面积进行加大，从而对电阻值进行有效改善，最终起到防雷电的目的。

3.2 架空绝缘导线雷击断线防护

在对雷击架空绝缘线路的断线机理分析的情况下，还可以根据日常维修维护的经验，来对此种类型发生的断线事故进行有效的防护措施。在本文当中，集中体现在三个方面的预防措施。

首先，需要提升线路局部的绝缘水平，在配电线路当中如果出现了感应雷过电压的现象，对于线路外部的绝缘体绝缘子破坏是相当大的，因此需要利用高质量的电路材料，在具体的安装施工过程当中按照规范来对其进行安装，从根本上提升配电线路外部绝缘体的绝缘层次。

一般情况下，架空配电线路遭受到雷击事故的根本原因是线路当中的绝缘水平较低，因此需要对电路的绝缘能力进行增强。通过对比不同的绝缘子的防雷效果来进行分析比较，见表1。

其次，还需要安装避雷器进行保护，在避雷器的选择方面必须按照地区线路的特征进行配对，10 kV配电线路比较实用的避雷器是氯化锌避雷器，可以对过程当中产生的过量电能进行良好的转化，从而起到隔离的效果，安装在电阻片的位置上方可以保证系统的运行不会产生电压的影响，最终保护线路的长期稳定运行。

另外，在避雷器的安装位置的选择方面，需要根据当地的天气状况和经济情况来进行考虑，选择合适的位置来进行避雷器的安装，在重要设备上进行避雷器的安装。

3.3 降低10 kV配电设备的接地电阻

在配电设备的接地电阻方面可以利用两种方式，其一是水平接地体的方式，在一般的配电线路当中都是采取这种方式进行的，在南方的很多地区当中都利用接地圆钢或者角钢的方式来进行杆塔的辅设并且对配电设备的接地网进行有效改善，但是要保证杆塔、变压器以及开关的接地装置等都采取防腐措施，如果不做防腐措施，在长期的腐蚀之下，接地电阻就会在很大程度上进行增大，从而造成配电设备电阻的超标。

其二为通过利用降阻剂来对电阻进行有效控制，在水平接地体的周围进行高效膨胀土的增加，来对电阻进行有效控制，使得杆塔的接地电阻能够有效降低。

3.4 做好配电设备的防雷保护

在对配电设备进行防雷保护的时候，可以在配电器的低压两侧进行避雷器的安装，这样一来就会和高压侧的避雷器、变压器的外壳以及低压侧的中性点进行连接，从而形成四点共一地的现象。在此种情况下接地电阻就必须满足其中所规定的配电变压器的电阻容量，也就是100 kVA以上的配电变压器在4欧姆以下。在柱上开关的防雷措施方面，为了保障电网运行方面的大力需求，都会在电网当中进行柱上开关和刀闸的安装，从而增加配电网运行方式的有效灵活性。

值得注意的是，在很多时候对此种设备的防雷措施却没有进行良好的应用，只有在开关的一侧进行了避雷器的安装，但是在开关断开的时候，就会形成雷电波的全面反射，因此对设备开关造成不小的损害。在此种情况下，就需要对设备当中的开关或者刀闸进行保护，在两侧进行避雷器的安装，从而对开关或者刀闸进行有效的防雷保护。

在电缆分支箱的防雷保护方面，对雷击方面的措施一般采取避雷器的方式，在安装过程当中可以对整个回路当中的每一个单元都进行避雷器的安装，但是在成本方面会有所增加，并且对系统的整体运行可靠程度也会有所降低。另外可以在环网单元方面进行避雷器的安装。

4 结 语

综上所述，在我国现阶段配电网系统当中，10 kV架空配电线路是一个重要的组成部分，对电网维护工作方面有着相当重要的影响。在10 kV架空配电线路的整体结构当中，是相对复杂的，因此需要对防雷措施进行良好科学合理的选择和设置，根据实际情况来对过程当中的每一个环节进行全方位的了解，最大限度的保证整个配电系统的整体安全稳定，从根本上提升线路之间的防雷效果，最终为社会生产和人类生活提供良好的服务。

参考文献：

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