10kV配電線路雷擊故障分析及防雷措施

蔣彥君（廣西電網有限責任公司防城港供電局，廣西防城港538001）

10kV配電線路雷擊故障分析及防雷措施

蔣彥君（廣西電網有限責任公司防城港供電局，廣西防城港538001）

由于10kV配電線路長、范圍廣，直接影響著供電企業的運行及廣大人民群眾生活供電的需求。而雷擊跳閘一直是影響10kV配電線路供電穩定性的主要因素，本文就10kV配電線路雷擊故障做出分析，并對防雷措施提供一些建議。

10kV配電線路；雷擊故障；防雷措施

引言

據統計，雷擊導致10kV配電線路跳閘故障約占跳閘總數37%，10kV配電線路一旦遭到雷擊不僅導致設備的運行發生故障，也極大地影響了人們日常的生產和生活。為此運行人員必須熟悉掌握相關10kV配電線路雷擊故障的應急措施，從而在線路故障發生時，能夠迅速發現配電線路的安全隱患以及設備缺陷，以保證10kV配電線路能穩定安全的運行、供電，以便縮短停電時間及停電面積，并做好日常10kV配電線路的防雷工作。

1 雷電產生原因及雷擊分類

雷電通常產生于對流旺盛的積雨云層中，冰晶的凇附，水滴的破碎以空氣對流等過程，使云層產生電荷，當云層上、下部之間形成一定程度的電位差后，就形成“云間放電”。配電線路受到雷電雷擊的形式主要有兩種：

一種是感應雷過電壓，當配電線路附近有雷電，并當雷電處于先導放電時，先導通道中的電荷對配電線路產生靜電感應，線路上的正電荷被拉到接近電場驟變點鄰近的導線上，而變成束縛電荷。雷云在主放電階段時電荷迅速中和，這時配電線路的導線里原有的束縛電荷立即變為自由電荷，自由電荷向導線兩邊流動而造成的過電壓稱為靜電感應過電壓。并且由于直擊雷放電時造成了很強的脈沖磁場，其磁力線通過配電線路導線和大地之間構成的電氣回路，在線路上產生瞬間電磁感應過電壓。由電磁感應過電壓與靜電感應過電壓電磁感應過電壓相互疊加成的感應雷過電壓，其幅值可達到400～500左右kV，已超過配電線路設備和絕緣子的雷電沖擊耐壓，極有可能造成電線線路跳閘故障。因此，減少感應雷過電壓是10kV線路進行防雷的主要因素。

另外一種是直擊雷，根據國家相關防雷規定，因為能直接擊中配電線路的雷電非常少，所以10kV及以下配電設備和線路不單獨進行裝設避雷針或架設避雷線等防雷措施保護。

2 10kV配電線路雷擊跳閘的條件

當10kV配電線路雷電電流超過線路沖擊耐壓水平時而引起絕緣子產生閃絡沖擊，但由于閃絡沖擊時間比較短，所以不會引起配電線路的跳閘。如果雷電消失之后，配電線路持續工作導致電壓產生的工頻短路電流電弧一直存在的話，那么將導致10kV配電線路的跳閘。

通常情況下，10kV配電線路和絕緣水平比較低，雷閃放電而導致導線對大地閃絡是無法規避的，因此10kV配電線路因雷擊而導致跳閘需要具備一下兩個條件：雷擊時，雷擊過電壓超過配電線路的絕緣水平導致配電線路絕緣子沖擊閃絡，而時間持續有幾十微秒，配電線路開關來不及跳閘；閃絡沖擊變成穩定工頻電弧而造成相間短路因而導致10kV配電線路跳閘。

3 影響雷擊配電線路頻率的幾個主要因素

根據10kV配電線路受感應雷擊的原因分析，影響雷擊10kV配電線路頻率主要有以下幾個因素：①在較高的建筑物、較突出的樹木、山體以及通信信號塔等容易落雷的物體附近都容易導致配電線路跳閘，因為在空曠地區，配電線路失去了建筑物的保護及阻擋作用，容易發生配電線路跳閘故障；②穿過山區水體（如魚塘、水庫、河流），水體與山區電阻率較高的大地相比，水是良好的導電體，擁有相對快的放電速度以及集束電荷，集雷效果更加的明顯，導致附近的感應累過電壓也相對較高，更容易導致10kV配電線路雷擊跳閘；③配電線路雷擊跳閘事故更集中在每年的5～10月份，因為隨著雷雨季節的到來，5～10月份是雷閃放電的高頻期，因此配電線路跳閘相對處于一個很高的水平。

4 我國10kV配電線路的防雷現狀分析

提高配電線路的穩定性是完善電氣設施建設并保障供電能力穩定的重要內容，長久以來，為了降低因雷擊災害導致供電線路的故障發生，人們在不斷的改善防雷方案以及防雷的裝置設施，開始應用實踐新材料和新技術在電力系統的建設中。比管型避雷器、保護間隙避雷器、閥型避雷器和氧化鋅避雷器的避雷器，這就為10kV配電線路的防雷問題的解決以及接地材料的發展提供了非常良好的解決方案。

現階段，我國10kV配電線路的防雷規范與發達國家相比還是有很多不成熟的，依然存在著很多問題以及漏洞，導致雷擊事故而跳閘、停電的故障時有發生，雖然各方已對雷擊事故而引起的10kV配電線路的問題高度重視起來，國家也不斷對電力防雷設施和線路進行投入和改造，但防雷效果還是有待提高的。究其原因如下幾點，一方面，沒有依據各個地區的實際情況和特征來開展科學合理的安排，比如有些地區直擊雷的事故比較多，安裝普通的防雷設施設備已不能很好的避免雷擊事故，有的地區感應雷過雷擊的事故比較多，而該地區卻沒有質量較好的防雷設施設備導致不能有效防雷。另一方面是因為還有許多地方的防雷規劃嚴重落后，很多地區未能完善防雷方案設計以及防雷設施設備的建設，甚至沒有安裝基本的防雷設施設備，使得整體的防雷質量達不到防雷效果。

目前，我國對10kV配電線路的防雷資金投入不足，缺乏完善的培育專業人才機構和制度，在國家下撥的資金投入又得不到高效的使用，導致我國的防雷措施完善計劃進度緩慢。

5 10kV配電線路目前采取的防雷措施

10kV配電線路的防雷擊問題是全國以及全世界電力實施過程中的嚴峻問題，國內和國外的許多學者和專家都對防治10kV配電線路的雷擊故障做了很多研討性的工作，經過學習總結有以下幾個措施：

5.1 安裝避雷器

最常用的避雷方法就是安裝避雷器，避雷器的發明到漸漸的被完善，其保護功能已有了較大的提高。避雷器當放電時可以泄放雷電荷，當協防完成后又可以在較短的時間內恢復其絕緣的功能，這可以讓配電線路在受到雷擊時能夠規避跳閘。然而值得留意的是利用避雷器的進程中應保證能過順利泄放雷電荷的同時也要保證接地電阻盡量的小。采用氧化鋅電阻是現階段避雷器性能較為優良的避雷器，這種避雷器在工作電壓時，通過的電流僅僅只有幾百微安，這可以讓該避雷器被設計為較無間隔的結構，同時也保證了在尺寸小的情況下又具有良好的保護性能。

5.2 設置架空避雷線

設置架空的避雷線雖說是一種傳統的防雷措施，但就實踐來說確實是有效果的，其是利用架空避雷線的電磁屏蔽功能來保護10kV配電線路。設置架空的避雷線還可能不用和其它避雷設施設備一樣的進行維護，但設置架空的避雷線路的投入成本相對來說是比較高，并對于雷電的繞擊現象不能起到比較有效的保護效果，可是設置架空的避雷線是在10kV配電線路的防雷設施上常用的一種措施。

5.3 加強線路元件的絕緣強度

雷擊針式絕緣子的事故是10kV配電線路中最為常見的一種雷擊事故。這類事故產生的主要原因不只是針式絕緣子的原件質量不過關和事故地區多雷雨天氣的因素，其絕緣強度不夠強也是一個最重要因素。在10kV配電線路不斷完善改造的過程中，漸漸淘汰并溝線夾等絕緣性能不太好的導線連接器，而漸漸使用安普線夾等連接性能較好的導線連接器，也大大的提升了線路的防雷能力。

5.4 加強對10kV配電線路防雷設施的維護和管理

加強對已經建設好的防雷設施設備的管理和維護，是除了設計防雷方案以及安裝各式各樣的防雷設施設備外能夠保持其正常運轉狀態同時也是加強線路防雷能力的一個重要措施。管理維護人員在日常的管理和維護中，應當依據國家有關的法律法規對運轉中的防雷設施設備開展及時的預備實驗工作，以保證對防雷設施設備的運轉情況有一個較為清晰的了解，比如對避雷設備的保養中發現存在的隱患和缺陷，并及時給予處理，才能更好的保證真正需要這些設施設備起作用時候充當10kV配電線路的保護衣。

6 結論

現階段，隨著經濟社會的不斷發展，以及人民群眾的生活水平的逐漸的提高，人們的生產和生活越來越離不開穩定可靠的電力建設。而雷電雷擊的干擾對人類生存生產活動一直存在，當然也對10kV配電線路的正常運行也產生著不小的負面影響。而防雷工作的開展必須抓住其關鍵點，才能有效的采取防雷措施，以至提高供電的穩定性。并且，配電線路的設施設備的防雷保護措施的改造和完善還是一個不短的過程，這個過程需要國家以及運行維護人員的高度重視，進行技術和管理上的改進，才能更好規避由雷擊故障造成的損失，從而保證電網的安全、經濟和穩定運行，更好地滿足社會經濟發展的。

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TM863

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2095-2066（2016）32-0086-02

2016-10-29