关于10KV配电线路的雷电感应过电压特性研究

王虎英

摘要：10KV配电线路在运营的过程中，受到雷击容易发生安全事故，之所以会出现这一问题，主要是因为线路绝缘水平不达标，基于此，本文研究10KV配电线路的雷电感应过电压特性，从雷击的概率、大地导电率、新型材料的应用等方面入手展开分析，希望能为关注此话题的研究者提供参考意见。

关键词：雷电感应过电压;闪络特征;大地导电率

引言：

雷击高发路段的大地和线路周边的高层建筑会导致线路产生过大的电压，此时10KV配电线路就很有可能发生安全事故，在架空配电线路中架设接地线能预防雷电感应过压的不良情况，本文分析10KV配电线路的雷电感应过电压特性，探究加强雷击防护的有效措施。

一、高大建筑物附近的雷电感应过电压低

当高大建筑物聚集在10kV架空的配电线路周围时，建筑物的高度普遍高于导线的高度，建筑物会遮挡屏蔽导线，导致导线的弧度大大减小。与空旷地带相比，雷电击中导线的概率会大大减小。高大的建筑物会导致雷电先导产生的电场减小，导致被束缚的电荷总量明显降低，雷击大地时，导线上产生的雷过电击会明显减少。在计算雷电感应过电压时，要依据主放电雷电流模式，明确雷电通道不同距离和位置的电场分布情况。把线路和电磁场的关系作为可靠依据，计算出不同的雷电电场在配电线路上所产生的感应过电压。现如今，科学技术水平在不断提高，产生了FDTD这一计算模式，同时也获得了广泛的应用。FDTD能同时计算大地有限电导率和绝缘子闪络，在此基础上判断这两个参数对雷电过电压所产生的影响，与传统的雷电过电压计算方式相比，得到的时域相应结果更为准确，这是一项非常有突破的创新举动。最大感应过电压的具体情况会受到多种因素的影响，这些因素包括配电线路的距离、雷电流幅值、配电线路的高度。FDTD得到的结果不仅仅包括上述因素，还指明大地电导率、接地电阻、回波的传播速度、雷电流波前时间这些因素也会影响最大感应过电压。在计算雷电感应过电压时，不需要过多考虑雷电先导的同波速度和接地电阻，二者对雷电过电压的变化所产生的影响可忽略不计[1]。

二、雷击的概率和闪络特征

通常情况下，如果大地的导电率有所增加，就会出现雷击线路最大感应过电压明显减小的情况，此时雷击次数的变化速率就会有所降低。另外当雷击线路的感应过电压数值大于某一个特定的过电压数值，电力线路遭到雷击的可能性就会明显降低，这说明线路的雷击概率和闪络概率也明显降低。导致电力下路绝缘闪络次数、雷电感应闪络率上升的原因是大地的导电率有所降低。经过实验对比，发现直击雷闪络率对线路导电率产生的影响比较小，如果发生了直击雷，电力线路就更有出现闪络情况的可能。在没有建筑物和树木的开阔区域内，很有可能发生雷击闪络的不良现象，导致配电线路短路。

三、最大感应过电压和大地导电率相互之間的关系

最大感应过电压和大地导电率相互之间的关系有一定规律可循，大地电导率所有影响雷电感应过电压中的一项重要因素，大地电导率对电压正负极和电压的增长幅度有一定影响，当大地的导电率有所升高，电流会有所增加，电压变大的幅度也会有所增加。大地的电阻率会明显升高，不是理想的导体，在此条件下，只有配电线路的局部感应会受到影响，而高频电磁场所受到的影响却非常明显。当线路中有雷电波通过，线路上各个节点的电压都会发生改变，把大地当做是一个理想的导体，虽然大地会影响电波在线路传输过程中电压的变化幅度，但是电波的波形却不会受到影响，正是因为如此，线路中的波形能始终保持一致。如果大地的导电率有所下降，而波形始终处于不变的状态，最终会导致电压正负极互换。为了防止这一不良情况的发生，工作人员在安装电路的工作中，应该严格按照技术规范要求展开各项工作，完成配电线路的改造是一个非常复杂的过程，尤其是改造杆塔结构，改造输电线路这项工作要经过漫长的周期，也要用到多项技术，需要花费较高的成本。改造工作的进行要与地理环境相结合，同时也要考虑到当地的经济发展情况。

四、应用新型材料提高线路的防雷性能

要想提高10KV配电线路的防雷性能，可使用钢绞线，同时这也是目前为止的一种最佳选择。通常情况下，要在配电线路杆塔的最高点架设避雷线。从而保证避雷效果能够得到最大限度的发挥。在目前的发展阶段中，我国配电线路包括超高压输电线路、普通高压输电线路，这两种线路的制作材料是镀锌钢绞线，对横截面积有特殊的要求[2]。比较常见的绞线是25mm、50mm、70mm这三种规格。原则上来说，绞线的横截面积越大，避雷线的横截面积也越大。由于受到强风的影响和干扰，避雷线很有可能会产生震动，导致线路的稳定性受到不利影响。对此应该采取有效的措施避免发生震动的不良情况，防震锤有降低节点的作用，运用该方式能有效缓解线路雷电感应的过电压现象。随着科学技术水平的不断提高，促进电力企业的供电水平持续上升。铅包钢结构导线的优点是强度高、不生锈、导电率更好。在很多发达国家地区，超高压的输电线路的架设把改良导线应用其中，导电率更高，也更加耐用、稳定。

总结：

10KV配电线路的雷电感应过电压特性的主要表现是高大建筑物附近的雷电感应过电压低;应用新型材料提高线路的防雷性能。对于社会经济发展来说，电力资源的稳定性在其中发挥非常关键的作用。研究10KV配电线路的雷电感应过电压特性，并找到有效防止雷击的措施，保证供电系统能够安全稳定运行。

参考文献

[1]李扬.10kV配电线路架设地线对雷电感应过电压的防护效果[J].中国设备工程，2018（19）：58-59.

[2]王建欣，沙忠旗.配电线路的雷电感应过电压特性分析[J].黑龙江科技信息，2014（33）：9.