10kV架空配電線路防雷措施研究與應用

姚毅軍

摘 要：在現代社會的發展過程當中，電能扮演著重要的角色，其中10 kV配電線路在我國電網系統當中是一個相當重要的部分，被廣泛應用于國家電網的配置系統當中。在電網運行的過程當中，雷擊事故屬于影響較大的事故，可以對人們的生產生活產生巨大的影響，同時也對10 kV架空配電線路產生相當嚴重的影響。文章首先對雷擊對于10 kV架空配電線路的威脅進行了分析；其次對10 kV配電線路雷擊的過電壓形式進行了分析；最后提出了10 kV配電線路防雷保護的有效措施。

關鍵詞：10 kV；架空配電線路；防雷措施

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）29-0099-02

雷擊屬于嚴重的自然災害，尤其是在廣東的沿海地區當中。從現階段的數據來看，10 kV配電線路的雷害事故發生頻率還是相當高的，對于國家配電網的供電可靠性和電網的安全造成了相當嚴重威脅的同時，也對人們的日常生產生活帶來了很多的不利影響。在此種情況下，就需要對10 kV配電線路的防雷保護措施進行不斷的研究，從而提升10 kV配電線路的耐雷水平。

1 雷擊對于10 kV架空配電路的威脅

1.1 雷擊事故形成的原因

在自然界的各種現象當中，雷電屬于一項重要的天氣現象，雷擊現象的形成原因是相當多的。在大多數的情況下，一般是由于地表的濕氣比較重，在受到高溫蒸發之后上升到高空當中，并且和大氣當中存在的水蒸氣進行結合，在凝結之后就會產生冰晶或者水滴現象，在逐漸累積的情況下就會形成大片的積云。大片的積云在不斷的摩擦之下就會產生氣流，在不斷摩擦的過程當中積云就會形成正負兩種電荷，稱之為電云，會對地面的一些事物產生雷擊的現象。

1.3 雷擊對于10 kV線路造成的危害

在10 kV架空配電線路或者電網系統當中，在很大程度上會受到雷擊的影響，因此在線路導線方面就會產生相對強烈的電磁感應。在此種情況下，就會在短時間之內形成相對較高的電壓，在這個時候雷擊事故當中所產生的電壓已經遠遠的超過了電網線路當中的電壓負荷。因此如果線路被雷擊中，就會對電網的線路產生相當大的影響，比如燒損、跳閘以及避雷器燒壞等現象，在對電力設備造成影響的同時也會對電路設備的正常運行產生一定的影響，造成巨大的經濟損失。

2 10 kV配電線路雷擊的過電壓形式

2.1 直擊雷過電壓

直擊雷過電壓，即為雷云在對一些建筑物進行擊中的過程當中，該物體的內部會產生強大的雷電電流在其中進行流過，從而使得該物體的內部產生相當高的電壓降，比如桿塔、電力裝置等。

2.2 感應雷過電壓

感應雷過電壓，即為雷電在擊中附近大地的時候，由于導線上本身的電磁感應會產生相當大的過電壓。一般情況下感應雷過電壓分為兩部分，是靜電分量和電磁分量兩個部分來共同構成的。在靜電分量當中，主要是通過先導通道當中的雷電荷所產生靜電場的突然消失而引起電磁感應電壓，其中的值是可以達到很高的。在電磁分量當中，主要是利用先導通道當中的雷擊電流所形成的磁場變化而引起的感應電壓，其中的導線和放電通道呈現出相互垂直的狀態，兩者之間所存在的互相感應現象是不大的，也就是電磁感應。在此種情況下，電磁分量相對于經典分量來說是相當小的，因此靜電分量起到的作用是相當巨大的。

在10 kV架空配電線路當中，線路所產生的閃絡或者故障的主要原因不是直擊雷過電壓而是感應雷過電壓，因此配電線路受到直擊雷過電壓的影響是相當小的，配電線路受到感應雷過電壓的故障比例是相對要大的，因此需要對感應雷過電壓的防護措施進行全面的分析研究。

3 10 kV配電線路防雷保護的有效措施

3.1 提升線路絕緣水平

在很多的10 kV配電線路當中，運輸過程都會受到地形地貌以及氣流等多方面的影響，因此容易出現重復性閃絡的現象。此種現象多發生在山區的供電線路當中，在很多山區的供電線路當中，為了節約線路的走廊，在很多的情況下會利用同一個桿塔多個回路的技術進行架空配電線路的設置，利用此種方式在很大程度上節約了線路的走廊成本，對線路方面的投資有了很大的改善，但是值得注意的是同一個桿塔多回路的方式會在線路和線路中間造成電氣距離不夠的現象。因此如果一個回路當中的線路遭到了雷擊的傷害，就會導致線路的絕緣子發生對地擊穿的現象。

與此同時就會對同一個桿塔當中的多個回路產生相當嚴重的影響，在很大程度上對配電線路的供電可靠性造成了極大的影響和威脅。

在此種情況下，可以利用增加線路絕緣的方式來進行有效避免，將裸露的導線利用絕緣導線代替，并且增加絕緣子片的數量，還可以在帶線和絕緣子支架進行絕緣皮和絕緣子型號的更換和增加。

除此之外，在進行配電線路的設施施工的時候，還需要根據實際情況來對線路方面的防雷措施進行設計，比如需要對廣東等南方地區進行線路的設計的時候，需要了解到當地的氣候條件來對線路進行設計梳理，從全方位來滿足線路當中的耐雷水平，進行接地電阻的測量，從而對接地現象進行實時檢測。如果遇到雷雨季節的話，就需要對接地電阻進行有效測量，通過接地扁鐵來對接地面積進行加大，從而對電阻值進行有效改善，最終起到防雷電的目的。

3.2 架空絕緣導線雷擊斷線防護

在對雷擊架空絕緣線路的斷線機理分析的情況下，還可以根據日常維修維護的經驗，來對此種類型發生的斷線事故進行有效的防護措施。在本文當中，集中體現在三個方面的預防措施。

首先，需要提升線路局部的絕緣水平，在配電線路當中如果出現了感應雷過電壓的現象，對于線路外部的絕緣體絕緣子破壞是相當大的，因此需要利用高質量的電路材料，在具體的安裝施工過程當中按照規范來對其進行安裝，從根本上提升配電線路外部絕緣體的絕緣層次。

一般情況下，架空配電線路遭受到雷擊事故的根本原因是線路當中的絕緣水平較低，因此需要對電路的絕緣能力進行增強。通過對比不同的絕緣子的防雷效果來進行分析比較，見表1。

其次，還需要安裝避雷器進行保護，在避雷器的選擇方面必須按照地區線路的特征進行配對，10 kV配電線路比較實用的避雷器是氯化鋅避雷器，可以對過程當中產生的過量電能進行良好的轉化，從而起到隔離的效果，安裝在電阻片的位置上方可以保證系統的運行不會產生電壓的影響，最終保護線路的長期穩定運行。

另外，在避雷器的安裝位置的選擇方面，需要根據當地的天氣狀況和經濟情況來進行考慮，選擇合適的位置來進行避雷器的安裝，在重要設備上進行避雷器的安裝。

3.3 降低10 kV配電設備的接地電阻

在配電設備的接地電阻方面可以利用兩種方式，其一是水平接地體的方式，在一般的配電線路當中都是采取這種方式進行的，在南方的很多地區當中都利用接地圓鋼或者角鋼的方式來進行桿塔的輔設并且對配電設備的接地網進行有效改善，但是要保證桿塔、變壓器以及開關的接地裝置等都采取防腐措施，如果不做防腐措施，在長期的腐蝕之下，接地電阻就會在很大程度上進行增大，從而造成配電設備電阻的超標。

其二為通過利用降阻劑來對電阻進行有效控制，在水平接地體的周圍進行高效膨脹土的增加，來對電阻進行有效控制，使得桿塔的接地電阻能夠有效降低。

3.4 做好配電設備的防雷保護

在對配電設備進行防雷保護的時候，可以在配電器的低壓兩側進行避雷器的安裝，這樣一來就會和高壓側的避雷器、變壓器的外殼以及低壓側的中性點進行連接，從而形成四點共一地的現象。在此種情況下接地電阻就必須滿足其中所規定的配電變壓器的電阻容量，也就是100 kVA以上的配電變壓器在4歐姆以下。在柱上開關的防雷措施方面，為了保障電網運行方面的大力需求，都會在電網當中進行柱上開關和刀閘的安裝，從而增加配電網運行方式的有效靈活性。

值得注意的是，在很多時候對此種設備的防雷措施卻沒有進行良好的應用，只有在開關的一側進行了避雷器的安裝，但是在開關斷開的時候，就會形成雷電波的全面反射，因此對設備開關造成不小的損害。在此種情況下，就需要對設備當中的開關或者刀閘進行保護，在兩側進行避雷器的安裝，從而對開關或者刀閘進行有效的防雷保護。

在電纜分支箱的防雷保護方面，對雷擊方面的措施一般采取避雷器的方式，在安裝過程當中可以對整個回路當中的每一個單元都進行避雷器的安裝，但是在成本方面會有所增加，并且對系統的整體運行可靠程度也會有所降低。另外可以在環網單元方面進行避雷器的安裝。

4 結 語

綜上所述，在我國現階段配電網系統當中，10 kV架空配電線路是一個重要的組成部分，對電網維護工作方面有著相當重要的影響。在10 kV架空配電線路的整體結構當中，是相對復雜的，因此需要對防雷措施進行良好科學合理的選擇和設置，根據實際情況來對過程當中的每一個環節進行全方位的了解，最大限度的保證整個配電系統的整體安全穩定，從根本上提升線路之間的防雷效果，最終為社會生產和人類生活提供良好的服務。

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