10kV架空线路绝缘子防雷

宋平辉

（上海交通大学）

10kV架空线路绝缘子防雷

宋平辉

（上海交通大学）

电力行业中出现安全事故的原因较多，但是其中最为频繁的事件就是雷害事故，雷害事故对于配电网的正常运行及安全存在着较大的危害，影响人们对于电能的使用，因此增加配电网对于雷电的绝缘性能就尤为关键，配电网绝缘能力已经成为我国电力行业发展中的重要内容。本文对10kV配电网的架空线路绝缘子防雷性能做了分析，了解雷电对于配电网架空线路的影响，探索我国10kV架空线路绝缘水平，进而提出相对应的意见，希望能够促进我国电力行业绝缘能力的提高。

架空线路；加强绝缘；不平衡绝缘；避雷器；保护间隙；接地电阻；避雷线

1 10kV架空线路绝缘子防雷的必要性

我国电力系统中的主要成分就是10kV架空线路，但是10kV架空线路在实际运行过程中绝缘性能较低 ，对于雷电几乎没有任何绝缘能力，因此是电力系统中经常遭遇雷电的部分，特别是雷电较为频繁的地区，该地域10kV架空线路跳闸情况在该地区中跳闸数量中较大的比例。因此，增加10kV架空电路绝缘性能就尤为重要，是降低10kV架空线路出现跳闸情况的主要手段。

在10kV架空线路中绝缘子对于雷电忍耐仅仅在200kV左右，线路对于雷电绝缘性能也仅仅在千安。雷电击中在大地过程中所产生的雷电数值能够达到500kV以上，10kV架空线路中的绝缘子根本就没有办法抵抗住如此强烈的冲击。根据电力行业对于安全事故统计发现，在整个电力系统的安全事故中雷电方面的事故占据2/3以上，在发生的雷电安全事故中主要是由于感应雷电所造成的。因此，增加10kV架空线路绝缘子防雷性能，能够显著降低配电网出现跳闸的可能性。

现阶段，10kV架空线路绝缘子防雷性能中使用的措施较多，主要有使用避雷器、设计保护间隙、增加绝缘性能、安装避雷线等。不同防雷措施安装性能及装置之间存在较大的差异，进而提高10kV架空线路绝缘子防雷性能方面也有不同。

2 10kV架空线路绝缘配置

10kV架空电路经常出现跳闸的主要原因就是由于架空线路的绝缘性能低下，因此增加10kV架空线路绝缘能力，提高线路防雷性能就尤为重要。世界科研人员对于10kV架空线路绝缘能力提高十分关注，已经开展了大量研究工作，主要内容可以分为三个方面：提高10kV架空线路绝缘子对于雷电耐受能力，更换冲击电压；使用不平衡绝缘装置形式；在10kV架空线路中使用绝缘横担。

表 不同绝缘子防雷性能比较

由上表可以发现，在10kV架空线路中应用瓷横担绝缘子的性能要比其他绝缘子防雷性能好。现阶段，我国10kV架空线路中开始应用瓷横担绝缘子，替换原有的针式绝缘子。在实际应用中发现，10kV架空线路出现雷击调整的次数显著降低，架空线路对于雷电抵抗能力明显增加。在使用瓷横担绝缘子的过程中，如果适当增加绝缘子长度，可以提高架空线路雷电预防能力。

在多回输电网中主要使用的绝缘方式为不平衡绝缘方式，进而降低架空线路中出现双回同跳的问题。10kV架空线路中同塔双回配电线路中，出现雷电跳闸的主要原因是感应雷电，因此在安装绝缘装置中绝缘子应该单相接地，这种安装方式仅仅是相对于架空线路而言，这样能够有效抵抗架空线路中存在的部分电压，降低其他线路中电压数值，最终提高整个架空线路的防雷性能。

3 避雷器

10kV架空线路中最常使用也是最为有效的一种避雷方式就是在线路中安装避雷器。现阶段，10kV架空线路中安装的避雷器主要可以分为配电、线路、电站等几个用途的避雷器设备，避雷器主要是有两部分构成，分别是有间隙与无间隙避雷器。

根据避雷器在10kV架空线路中实际运行可以发现，如果10kV架空线路的导线在感应到电压的情况下，避雷器就会采取相对应的动作，将架空线路中所感应到的电压转移到大地中，存在电压的线路也会与周围的线路相融合，调整线路之间电压不平衡，进而降低绝缘子周围电压，提高10kV架空线路耐雷水平。

我国10kV配电系统在建设中采取的都是中性点不接地模式，因此，如果架空线路中出现短路情况，架空线路中的避雷器才会采取相对应的调整，一回两相中安装避雷器在理论上是不可行的，不能够有效防止感应雷对于架空线路的影响。

10kV架空线路中安装避雷器具有一定优势，因此我国10kV配电系统中几乎都安装了避雷器，进而降低配电设备在运行中由于雷击出现损坏或者跳闸的可能性。避雷器在实际应用中虽然具有优势，但是避雷器质量与维护问题一直是影响避雷器性能的主要限制因素。避雷器质量出现问题后，雷电就会击穿避雷器，10kV架空线路就会直接接触大地，这种情况只有停电处理一种解决方式，进而影响了电力系统的安全稳定。

4 其他防雷措施

4.1 保护间隙

保护间隙就是在10kV架空线路的绝缘子之间并联两个金属球，金属球内拥有正负两个电极，根据不同10kV架空线路绝缘子对于雷电冲击水平来确定绝缘子之间的间隙。正常情况下，雷电保护间隙中的电压数值应该低于10kV架空线路绝缘子串放点电压数值。10kV架空线路在日常运行过程中，保护间隙将存在架空线路的电场之中，但是如果架空线路的电场无法击穿保护间隙，架空线路正常运行并不受到影响。雷电在击中架空线路时，架空线路与大地之间存在较大电压情况下，保护间隙所释放的电压就会低于绝缘子所释放的电压，进而保护架空线路不被雷电损坏。如果导线为绝缘性导线时，保护间隙中的装置就能够避免雷击事件发生。大气环境中的绝缘性能能够在短时间内恢复，因此保护间隙保护方式也是瞬间性保护形式，这就需要在架空线路中增加重合闸所能够承受的功率。但是在增加重合闸功率的过程中，架空线路耐雷水平就会有所降低，增加了跳闸时间发生的可能性。

根据这种情况，10kV架空线路在安装中就应该预先设计出应对跳闸情况的方案，同时使用增加间隙防雷装置数量的形式，保护10kV架空线路中的绝缘子，防止绝缘子由于雷电出现绝缘导线断线的事故出现。

4.2 降低接地电阻

在10kV架空线路中降低接地电阻能够有效降低线路在雷击状态下出现跳闸的机率。10kV架空线路中出现跳闸的主要原因就是由于感应雷所造成，因此在10kV架空线路中应用降低接地电阻防雷措施效果并不是十分明显。但是降低接地电阻在实际应用中能够控制雷电电流泄漏，降低雷电对于配电设备的冲击损坏。除此以外在10kV架空线路中应用降低接地电阻防雷模式，还能够降低雷击大地过程中架空线路杆塔中的电为，防止雷电反击情况的发生。

4.3 架设避雷线

提高10kV架空线路中耐雷水平效果最为明显的方式就是避雷线，其特点让110kV电压以上的线路在安装避雷装置中广泛应用避雷线。现阶段，我国10kV架空线路中安装避雷线还较少。

在雷电击中大地的过程中，避雷线能够与架空线路之间形成耦合性关联，避雷线主要作用在架空线路绝缘子两端中，能够有效降低绝缘子两端的电压数值，因此，避雷线在架空线路中拥有良好的耐雷性能，在我国高电压架空线路防雷中广泛应用。但是在10kV架空线路中安装避雷线，就有可能由于避雷线所具有的引雷性能，增加雷电击中架空线路的几率，造成不必要的线路损坏，因此我国10kV架空线路绝缘子防雷中很少使用避雷线。

5 结束语

综上所述，提高10kV架空线路绝缘子防雷性能最为显著的方式就是更换绝缘水平更为良好的绝缘子，其中架空线路中的上导线绝缘子的性能应该低于下导线绝缘子能力，所安装的绝缘子型号规格应该保持一致，这样才能够有效提高10kV架空线路绝缘子防雷性能，且如果架空线路中绝缘子性能差距越大，架空线路所具有的防雷性能将越加显著。绝缘子在实际应用中较为容易损坏，因此10kV架空线路在设计中应该允许跳闸事故的发生，在此基础上安装防雷设施，保证架空线路能够安全稳定运行。本文仅仅对于架空线路绝缘子防雷措施简单分析，仅供参考。

［1］陈伟明.10kV架空绝缘导线雷击断线分析及预防［J］.供用电，2013（5）.

［2］陈年彬.采用避雷器防止10kV架空绝缘导线雷击断线［J］.中国电力. 2013（S1）.

（2016-07-06）