10kV架空绝缘导线雷电过电压与防雷措施探究

唐艳峰

广东电网有限责任公司江门台山供电局，广东 江门 529200

10kV架空绝缘导线雷电过电压与防雷措施探究

唐艳峰

广东电网有限责任公司江门台山供电局，广东 江门 529200

众所周知，架空线路不仅绝缘水平低，并且分布范围比较广，但是在整体设计方面却存在着严重缺陷，其中在承受感应雷及直击雷的时候比较困难。一般而言，在这种发展现状之下，配电线的感应雷点到八成之上，并且所放出的电流不会超出1KA，但是，感应过电压的幅值则需要保持在200kV—300kV之内，从本质上而言，这种过高的电压幅值在架空线路中是非常困难的。针对于此，笔者简要分析了10kV架空绝缘导线雷电过电压，并且提出了切实可行的防雷综合措施。

架空绝缘导线；雷电过电压；防雷措施

绝缘导线能够进一步解决裸导线不能解决的安全问题，绝缘导线与电缆进行对比，不仅建设快，并且成本低，但却存在雷击断线的问题。现如今，全国各个地区均出现过绝缘导线雷电断线的事故，甚至在10kV的裸导线也会出现雷击断线的现象[1]。从整体角度分析，雷击断线已经成为绝缘导线运行中最为严重的事故，并且目前所采取的防雷措施无法进一步完善这一缺陷。根据绝缘导线雷击断线的基本原理，本文针对10kV架空绝缘导线雷电过电压进行分析，并且结合线路的实际情况提出切实可行的防雷措施，期望为日后防雷工作提供理论基础。

1 雷电断线的基本原理

一般而言，配电线路所产生的雷害主要是由于感应电压所引起的，这与线路的三相感应过电压的原理相似，感应雷电波能够朝着杆塔两侧进行传播，在达到绝缘子最为薄弱的环节之后，能够形成放电现象，并且形成雷击闪络，从而导致绝缘导线发生破损。此外，当感应过电压引起雷击闪络之后，会在其通道中形成工频续流，产生相应数值的工频短路电弧。此外，由于电弧无法沿着绝缘导线进行滑动，从而导致所有的雷击闪络会产生集中放电的现象，并且在比较短的时间内会导致绝缘导线烧断。10kV的线路由于档距比较小，并且在雷电过电压的过程中波运动的速度比较快，从而导致绝缘子在整个杆塔处会呈现出闪络的现象，并且导致在绝缘子的福建产生导线的断裂。

2 感应过电压的计算

通常情况下，如果配电网附近存在非常高建筑物的时候，便减少受直击雷的概率。另外，在配电网雷击中20%的时候为直击雷，一般主要发生了空旷的区域，如果超过80%则为感应雷，因此，在进行配电线路的防雷中最为主要的内容便是感应雷。在雷击线路附近，在架空线路的三相导线上会出现感应电压，并且由于放电需要一个过程，从而导致导线上所存在的感应电荷会发生释放。在雷击地面点到达导线正下方的水平距离设为s，m，雷电的电流幅值则设为IhA，那么在根据相关数据标准中，可以将雷电感应过电压设置为：荷流动过程中所形成的电流与导线的波阻相乘，则会对感应电流进行计算。计算结果见表1.

表1 10KV线路不同距离处的感应过电流

在严格按照感应电压的整个形成过程中，其主放电后线路上所释放的感应电荷会与地向导线两侧的流动形成对称的关系，电

根据表1可以得知，在距离10KV绝缘导线65m左右，雷电流作为100kA的时候，整个线路所产生的感应过电流为0.962kA，如果雷电流越小，则感应电流的数值则越小。因此，从整体角度分析，雷电感应过电压的幅值与雷击地面点以及导线的距离会形成正比的关系[3]。

3 10KV架空绝缘线路的综合防雷措施

（一）积极架空避雷线

架空避雷线所具备的作用是能够将幅值比较大的雷电过电压积极转化为电流，在经过比较低的杆塔之后能够将电流进行泄出，这样便会导致雷电过电压得到大幅度降低，从而在一定程度上保护导线不会受到损害。一般而言，在10KV架空绝缘线路的防雷措施中，避雷线能够起到防雷的作用，对于绝缘水平比配电网要低的时候，在整个雷击架空地线之后能够形成闪络，这样便会出现工频续流烧断绝缘导线。

（二）钳位绝缘子

钳位绝缘子的主要原理是将钳位绝缘子与绝缘子导线之间的固定位置进行设计，再将外层的绝缘层进行剥离之后，再设计一个比较特殊的金属线夹，将相应的引弧放电间隙进行设置[4]。如果出现雷击闪络的现象，那么则需要通过变电站的出现开关将连续工频短路电流及时进行切断，从根本上保证绝缘子导线不会受到损害，从而在一定程度上起到防雷的作用。

（三）进一步提升线路的绝缘水平

在利用该方法的时候，主要是将绝缘子的放电电压进行提升，以提升50%为佳，这样便可以进一步提升绝缘线路的整体抗雷作用。其中，在提升线路绝缘水平中比较常用的方式便是将配电线路中所使用的瓷绝缘子进行替换，利用瓷横进行代替，或者在绝缘子与绝缘子导线所固定的地方提升其绝缘能力，避免出现

▲▲雷击闪络的现象，从而保证绝缘导线不会受到损坏[5]。但是，该方法的缺点是投资的成本比较大，并且在雷击闪络之后无法进一步组织工频持续短路，并且还会在一定程度上存在着绝缘导线出现断裂的现象。

（四）安装避雷器

在防雷措施中，安装避雷器是最常用的方法，安装避雷器能够方式雷击过电压。从避雷器的原理角度分析，避雷器的主要作用是对输配电的线路所传递的电压进行限制，但是在限制过程中如果操作不当，那么则会导致出现不良现象。从避雷器的本质上分析，避雷器属于放电器，是并联在附近线路上的，如果在高压比较高的地方启动避雷器的装置，那么避雷器则会出现放电现象，并且能够对电压进行限制，避免其他电压设备造成损害[6]。此外，避雷器能够限制感应过电压，能够吸收雷电的放电能量，避免导线不会受到损害。根据相关研究可以得知，如果所安装的避雷器密度比较大，那么其雷电感应的过电压限制水平会得到折现值，所以，需要进一步将配电线路中可能出现的雷电事故进行消除，并且要保证每一根塔基上都会安装避雷器。但是，这种举措所投入的资金比较多，并且整个工程比较复杂。

（五）防弧金具

在配电网的线路中对于辐射型线路，可以从绝缘子的轴线开始，将导线的绝缘层朝着另一方向进行剥离，在进行剥离的过程中需要设置一个铝合金线夹。一般情况下，这种线夹的结构比较重，如果雷击则会造成绝缘子沙罗，工频续流会受到电动力的影响。对于环网线路分析，需要将绝缘子两侧的导线进行剥离，在剥离的过程中需要设置防弧线夹，如果在雷击造成绝缘子闪络的时候，工频续流电弧则会形成作和，并且会朝着剥离的方向进行移动。这种方式虽然比其他方式相对简单，投入的成本比较低，但是却容易破坏绝缘层，并且在遭受雷击之后防弧金具需要及时进行更换。

[1]韩晋平,王晓丰,马心良,陈荣,曹丽娟,杨辉,喻剑辉,周文俊．10kV架空绝缘导线雷电过电压与防雷综合措施研究[J]．高电压技术,2008,11:2395-2399．

[2]朱秀兰．10kV架空绝缘导线断线机理及其防雷措施[J]．电气应用,2010,18:32-34+41．

[3]黄清社,徐奔,彭利强,邹一梅,邓文斌,李景禄．10kV架空绝缘导线防雷保护的措施研究[J]．高压电器,2010,12:32-35+40．

[4]杨保华,白洁．架空绝缘导线雷电过电压与防雷综合措施[J]．科技传播,2011,15:127+130．

[5]屠荣平,刘永丰．10kV架空绝缘导线雷击原因及防雷措施[J]．中国电业(技术版),2013,09:9-11．

[6]徐兴发,聂一雄,邓小康,徐亮,林伟．湛江东海10kV架空绝缘导线雷击断线分析与防护[J]．电力科学与工程,2012,06:56-63+73．