10kV配電線路防雷技術分析與應用

陳發強

摘 要：隨著經濟的發展，電力已經逐漸成為人們在工作和生活中不可缺少的一部分。10kV配電線路是配電網的重要組成部分，它在運行當中的安全性與穩定性不但關系著企業用電的暢通、用電人員的安全，還關系著整個電力系統的運行。文章對10kV配電線路的防雷技術與應用作出簡要分析。

關鍵詞：10kV配電線路；防雷技術；應用

中圖分類號：TU856 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）21-0159-02

前言

10kV配電線路廣泛應用于我國的各個地區，但在一些地區由于受熱不均或是蘊含金屬礦藏等原因而雷電頻繁，雷電會對整個10kV的配電線路造成損壞，影響它的平穩運行，本文將通過理論的研究與實際相結合對此進行分析。

1 常用防雷措施及作用

1.1 防雷水平指標

線路耐雷水平指的是在線路發生雷擊狀況時，線路絕緣子不會發生閃絡的最大電流幅度數值。雷擊電流高于耐雷水平會引起閃絡，低于則不會。閃絡沖擊時間短不會引起跳閘，若時間相對較長，會引起跳閘，線路雷擊跳閘率是每100km線路每年因為雷擊引起的線路跳閘次數[1]。線路耐雷水平與線路雷擊跳閘率是衡量線路防雷性能的兩個重要指標。

1.2 常用防雷措施作用分析

（1）架空地線。架空地下指的是在配電線路的下方假設地線，這樣可以讓其和導線之間產生耦合的作用，這種耦合作用可以對絕緣子的電壓起到一定的降低效果，同時，架空地下還能夠對擊中配電線路的雷電流起到一定的分流作用。

（2）避雷器。避雷器是一種對雷電過電壓起到限制作用或者是通過操作過電壓來保護配電線路、電氣設備的一種裝置[2]。在電流沖擊之下，避雷器放電會造成對地短路的現象，然后工頻續流以電弧放電形式流過間隙，其第一次過零時，避雷器有著自行截斷工頻續流，恢復絕緣性的作用，可以讓整個配電線路繼續工作，不會輕易發生跳閘的現象。避雷器自身的種類主要為氧化鋅避雷器、保護間隙避雷器與閥型避雷器等。當安裝避雷器之后，雷電擊中桿塔，避雷器會讓雷電流產生分分流，一部分的雷電流會通過桿塔流入地面，在雷電流過大時，避雷器會起到分流的作用。

雷電電流有很大部分經過避雷器流入了導線，近而流入其他桿塔，避雷器電壓低于絕緣子串50%的放電電壓，在電流加大的情況下，絕緣子也不會輕易發生閃絡的現象。而在避雷器流過的工頻續流逝微安級，并且該工頻續流會在首次過零時熄滅，以保證配電線路的平穩運行。我們可以進行反向思考，即假設配電線路上沒有避雷器，那么當雷電擊桿塔，雷電流傳播途徑如圖1所示。

由圖1可以見到，雷電電流會通過桿塔流入地面，然后再桿塔頂端和導線的電位差超過絕緣子閃絡電壓，就會造成閃絡的現象發生。

（3）接地電阻

接地電阻指的是雷電電流在擊中配電線路的時候，通過一系列的接地裝置流向地面時受到阻礙的作用。它在數值上的運算公式為：

其中Uj是接地體之間的無窮距離電壓，而Ij代表了接地電流。也就是說，它的數值等于接地電阻和接地體之間的無窮距離電壓的比值。

接地體的形狀及尺寸、埋入地里的深度以及土壤的電阻率等都會對接地電阻產生一定程度上的影響，一般情況下，塔頂電位高，接地電阻大，絕緣子串上的電位差就會高，進而讓絕緣子串出現閃絡的現象，讓整個配電線路發生短路、跳閘的情況。

2 實際案例分析

在我國某地地面崎嶇不平，受熱不均且富有金屬礦藏的山區，經常會發生雷暴現象。在整個10kV配電線路的分析與應用上，我們需要結合實際情況考慮多個方面。

2.1 避雷線的選擇

依照現有的相關規定，在這樣具有一般土壤率的地區，耐雷水平具有相關的數值規定，具體規定可見表1。

現在，這個地區的線路已知為10kV電壓，參照此表，可以確定避雷線應選用JLB40-70的鋁包鋼絞線[3]。避雷線允許短路電流的計算公式為：

在此公式里，C代表了熱容量，a代表了電阻溫度系數（1/℃），R20是在20℃的

電阻值，而t代表了短路的時間長度，？茲代表了允許的溫升。

通過我們的計算，可以得出JLB40-70鋁包鋼絞線允許的短路電流是11.5kA。它的相關參數可見表2。

通過表2，我們可以進一步判斷所選擇是否合適，然后我們需要計算避雷線與導線之間的測量。

2.2 與導線的距離

地線對邊導線保護角應在20°到30°之間，在沒有風的15℃里。避雷線和導線之間的距離S1的相關公式為：S1=0.012l+1

其中l是檔距的長度。現在按照100m的檔距距離進行計算，求出二者之間距離S1為2.2m。

2.3 避雷線保護范圍

避雷線的保護范圍取決于多個因素，我們要求得其中一側的保護范圍的寬度rx，需要知道高度影響的系數P，和避雷針的有效高度ha。其具體公式為，當hx？叟■時，rx=0.47（h-hx）P=

0.47haP，在已知h？燮30m時，P=1的條件下，求得rx的具體數值為1.034m。且在實際情況中需要確定保護角在25°以下。

2.4 接地電阻的選擇

因為此工程使用避雷線，所以在有避雷線線路桿塔的工頻接地電阻應滿足表3的條件。

通過分析，我們可以得出采用L50*50*5*2500的等邊鍍鋅角鋼做垂直地極與-6*50鍍鋅扁鋼做水平的接地，通過配電線路的布局在每根桿塔都做接地網，以此來確保接地電阻在10？贅以下，進而確保配電線路在雷擊情況的安全性。

3 結束語

綜上所述，在10kV配電線路防雷技術當中，我們首先了解了防雷水平的指標，接著對常見的防雷技術進行的分析，然后通過具體的案例形象地介紹了在10kV配電線路中針對具體情況地具體舉措，進一步地了解了10kV配電線路技術的應用。

參考文獻：

[1]徐文杰，王化允.應用線路避雷器提高10kV配電線路防雷性能的研究[J].科技與企業，2016，03：207+209.

[2]孫向博，孔德龍，陸迪.10kV配電線路防雷保護措施分析[J].通訊世界，2016，17：119.

[3]陳偉，鄭明，王林奔.10kV配電線路防雷水平分析及提高方法[J].科技經濟導刊，2016，36：92.