关于10kV配电线路防雷保护间隙的设计探讨

秦国庆

摘要：我国社会经济的发展离不开电力资源的支持，并且随着工农业生产速度的加快，对电力资源的需求有所增加，10kv配电线路在人们日常生活中的建设和应用越来越广泛，随着10kv配电线路的增多，其防雷问题也得到了人们的广泛重视，针对10kv配电线路防雷保护间隙的设计工作进行分析和探讨，以提高线路防雷功能，提高电力系统运行的稳定性。

关键词：10kv配电线路;防雷保护间隙;设计

自改革开发以来，我国电力领域得到了充分的发展，配电网工程建设增多，建设规模也越来越大，随着10kv配电线路分布越来越广泛，其网络结构越来越复杂，防雷难度有所提升。尤其是架空线路雷击问题，为了降低雷击损耗，对10kv配电线路防雷保护间隙的设计进行了进一步的分析和探讨。

一、10kv配电线路防雷保护间隙设计需求

（一）线路地理位置不适合安装防雷保护装置

10kv配电线路有绝缘装置的保护作用，但是受到一些因素的影响，保护装置无法正常发挥效果，就需要有其他保护装置的保护作用，以避免雷电对线路产生的不利影响。比如线路建设在环境相对复杂的位置如山区等，这部分地区对防雷设施有较高的要求，如果难以寻找到合适的防雷设备安装地点，则防雷设施无法发挥出其应用的效果。在架空线路中，防雷保护装置的作用是有限的，保护作用发挥的三种类型分别是：避雷针等对雷电的屏蔽作用、提高导线的绝缘能力以提升对雷击的抵抗水平、转移闪络点，避免开关跳闸。当以上三种措施均不能发挥作用时，需要进行防雷保护间隙的设计以降低雷击损害。

（二）绝缘子作用失效

绝缘子在长时间的使用之下，长期暴露于空气中会导致作用失效，各种尘埃、分子结构等在绝缘子表面附和，使绝缘子原有的绝缘功能减弱，一旦遇到雷雨等恶劣天气，雨水淋湿绝缘子表面物质，雷击下就会发生污闪，绝缘子的绝缘效果消失。

（三）配电线路有电击影响

在一些特殊地区，10kv配电线路受到雷击的影响较大，雷击可能会对线路整体造成较大的损害，所以需要进行防雷保护间隙的设计。选择相应的防雷技术的同时，避免闪络等问题的发生，用以维持整个供电系统运行的正常。

二、10kv配电线路防雷保护间隙设计分析

雷电在瞬间对电力线路造成的损害是巨大的，雷电过电压击穿电力线路的绝缘层，线路绝缘功能急剧降低，导致线路在持续的工频短路电流电弧作用下，雷击位置弧根燃烧，导线被烧断。一般情况下，一旦线路中绝缘子被破坏，断路器会发挥作用，切断电弧。基于此，为了避免雷电对配电线路造成的损害，需要在防雷设施建设时对防雷保护间隙进行明确的制定。

当雷击发生时，冲击空气简析所需要的时间，与线路的保护间隙结构有一定的关系，也与电压大小有关。如果雷击过电压呈逐渐升高的趋势，则空气间隙击穿的几率也有所提升，当电压上升至一定的数值，空气间隙则会被击穿。绝缘击穿情况影响10kv配电线路的运行稳定性，这是有操作过电压决定的，操作过电压产生于电容元件和电感元件中，如果电力元件在运行过程中出现异常，则电容元件和电感元件会转换电源能量，产生大于供电电压的操作过电压。一旦操作过电压发生，右波前时间会发生空气间隙击穿，随着保护间隙数值的增大，击穿电压最小值所对应的波前时间也会随之增大。对10kv配电线路进行防雷设计时，保护间隙有柱形和两种形式可以选择，圆形间隙是在绝缘体成环状的基础上完成的，两个绝缘体构成的环状结构在配合的作用下，形成保护间隙，这一過程中需要注意的是，两个环状结构之间需要保持一定的距离，这种保护间隙形式能够起到一定的平衡绝缘效果。柱形结构则是由两个圆形结构组成的柱形电极结构，电极之间也需要保持一定的间距，在圆形结构上方设置有球电极间隙，主要由两个金属电极制成。计算绝缘子串电压需要相关软件的辅助作用（ANSYS），在软件良好的分析和处理之下，构建出一个电磁场分析模型，最后得出准确的电磁场量结果。泊松方程能够计算绝缘子串电压，辅助计算保护间隙绝缘子串，最终得出间隙数值，根据实际需要设计间隙数值，达到良好的保护作用。

三、结束语

综上所述，为了提高10kv配电线路的防雷功能，需进行线路的防雷保护间隙设计，结合设计要求，利用现代技术的辅助作用，结合各方面影响因素，准确计算出合理的防雷保护间隙数值，以提高10kv配电线路的防雷能力，避免雷击对供电系统造成的损害，为人们提供稳定的电力资源。

参考文献：

[1]邓洛.关于10 kV配电线路防雷保护间隙的设计探讨[J].科技与创新，2019（12）：35-36.

[2]吴樱昌.关于10kV配电线路防雷保护间隙的设计[J].通讯世界，2018（4）：164-165.

[3]蒋远能.关于10kV配电线路防雷保护间隙的设计探讨[J].中国科技投资，2017（6）：154.

[4]赖达.10kV配电线路防雷保护间隙的设计[J].电子测试，2015（12）：98-99，88.

（作者单位：南京华东电力设计研究院有限公司）