10kV架空配電線路防雷措施配置方案的研究

劉建新 治擁祿

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，居民生活以及社會生產(chǎn)對電能的需求與日俱增，同時(shí)對電力企業(yè)的發(fā)展提出新要求。基于此，文章根據(jù)配電線路感應(yīng)雷跳閘的特征，分析當(dāng)前10kV架空配電電路出現(xiàn)雷擊的原因與影響，介紹了10kV架空配電線路雷擊后跳閘的原理，最后詳細(xì)論述了10kV架空配電線路防雷擊的具體方案，希望在優(yōu)化10kV架空配電線路防雷擊的基礎(chǔ)上，能夠與相關(guān)人士共同探討。

關(guān)鍵詞：10kV架空配電線路；防雷；措施；配置方案

當(dāng)前根據(jù)配電線路的發(fā)展?fàn)顩r，10kV配電線路的有效防雷擊措施就是安裝避雷器、設(shè)置保護(hù)間隙、增強(qiáng)絕緣體、使用避雷線等。根據(jù)不同措施的防雷擊效果，制定具有可行性的方案，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)雷擊后線路跳閘的保護(hù)，保障配電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展。

一、10kV架空配電電路雷擊原因與影響

通常配電線路如果遭受雷擊，絕緣導(dǎo)線會受到破壞導(dǎo)致電網(wǎng)線路問題或者供電中斷等事故，在10kV架空配電線路中，其最大承受雷電電壓在100kV-300kV之間，但是在雷擊過程中線路會產(chǎn)生會產(chǎn)生巨大的感應(yīng)電壓，通常在500kV以上，對雷電沖擊下的絕緣子承受能力具有較高要求，在天氣惡劣的情況下經(jīng)常出現(xiàn)感應(yīng)電壓高于絕緣子耐受力的情況。在雷雨天氣中10kV架空配電線路容易遭受雷擊并損壞的原因，是絕緣子自身耐壓狀態(tài)不佳，同時(shí)又比較容易產(chǎn)生較大的感應(yīng)電壓。所以，雷雨天氣時(shí)經(jīng)常有絕緣子被損壞，10kV架空配電電路與絕緣子底部的金屬，能夠在雷擊后形成短路通道，同時(shí)，產(chǎn)生較大的熱量，將線路融化，形成斷電的現(xiàn)象。

二、10kV架空配電線路雷擊跳閘原理

10kV架空配電線路在我國電力系統(tǒng)中具有重要的地位，但是在實(shí)際電力系統(tǒng)運(yùn)行中導(dǎo)線絕緣水平不夠，抵御雷擊效果差。10kV架空配電線路在雷電高發(fā)地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)斷電事故。所以，為了保障居民用電以及企業(yè)生產(chǎn)的正常進(jìn)行，國家電力部門應(yīng)該抓緊制定雷電高發(fā)區(qū)的防雷措施。經(jīng)過分析數(shù)據(jù)后得出：配電線路在運(yùn)行中受到雷擊是電力系統(tǒng)故常多發(fā)的主要因素。

在10kV架空配電線路中，可以借鑒60kV電壓等級電網(wǎng)工作方式，主要是通過中性點(diǎn)非直接接地的方式，一旦在其工作中出現(xiàn)絕緣閃絡(luò)后，可以形成微弱的電流，加之60kV電弧具有自我熄滅速度快的優(yōu)勢，因此，不會出現(xiàn)線路跳閘的現(xiàn)象，在受到雷擊的情況下還能夠穩(wěn)定運(yùn)行。60kV線路出現(xiàn)跳閘的現(xiàn)象是在兩相絕緣閃絡(luò)后，相互之間形成短路，使之跳閘。[1]

三、10kV架空配電線路防雷措施具體方案

（一）絕緣位置

10kV配電線路遭受雷擊后出現(xiàn)跳閘事故的主要原因就是絕緣水平不夠，所以，線路耐雷水平應(yīng)該從絕緣水平著手提升。基于大量10kV配電線路絕緣配置具體情況分析后，提升絕緣水平的方式有：提升沖擊電壓絕緣子的耐受性、絕緣配置方式采用不平衡的模式、增加使用絕緣塔頭或者絕緣橫擔(dān)。

瓷橫擔(dān)絕緣子與針式絕緣子的跳閘頻率相比之下，前者比后者低很多。我國有些地區(qū)已經(jīng)將瓷橫擔(dān)絕緣子運(yùn)用到10kV配電線路的直線塔中，實(shí)踐結(jié)果顯示：將瓷橫擔(dān)絕緣子運(yùn)用于配電線路中，能夠有效降低線路雷擊后的跳閘率。并且瓷橫擔(dān)絕緣子使用中發(fā)現(xiàn)，相對增加其絕緣子的長度能夠強(qiáng)化防雷擊的水平。

不平衡絕緣可以減少同塔多回輸電網(wǎng)中雙回電網(wǎng)相同時(shí)間內(nèi)跳閘的概率。其實(shí)感應(yīng)雷是造成10kV同塔雙回配電線路雷擊并跳閘的主要因素。在整個(gè)線路中其中一個(gè)絕緣子出現(xiàn)絕緣閃絡(luò)后，會出現(xiàn)線路單相接地的情況，那么相比于架空地線的單相導(dǎo)線，能夠?qū)⒏袘?yīng)電壓相對中和一部分，降低其他導(dǎo)線的感應(yīng)電壓，實(shí)現(xiàn)整個(gè)線路耐雷性能的提升。

（二）避雷器

有效降低10kV配電線路故障頻率的方式就是安裝線路避雷器。配電用避雷器、線路避雷器、電站避雷器是10kV配電避雷器的用途分類，基于配電避雷器結(jié)構(gòu)的不同，可以分為間隙避雷器與無間隙避雷器。

感應(yīng)電壓在安裝相導(dǎo)線上產(chǎn)生后使避雷器產(chǎn)生相應(yīng)的動作，導(dǎo)致電流入地，并且導(dǎo)線與導(dǎo)線之間具有耦合效應(yīng)。耦合后的部分電壓能夠減低絕緣子兩端的電壓，從而改善耐雷能力，主要是通過周圍相導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)，使過電壓之間發(fā)生疊加形成的。這些原理都是根據(jù)避雷器動作特性中得出的。

由于10kV配電線路的特點(diǎn)，在線路發(fā)生短路后，會形成線路調(diào)整事故，所以出現(xiàn)基于一回兩相避雷器，在理論上安裝0感應(yīng)跳閘率的現(xiàn)象。

（三）其他防雷措施

在10kV架空配電線路防雷措施的配置方案中還有保護(hù)間隙設(shè)置、減少接地電阻、架設(shè)避雷線等方式。保護(hù)間隙就是并聯(lián)一對金屬球電極在絕緣子旁，同時(shí)試驗(yàn)確定間隙距離的時(shí)候應(yīng)該采用絕緣子50%雷電沖擊的方式，形成絕緣子串放電壓高于間隙放電。基于線路正常運(yùn)行的狀態(tài)下，將保護(hù)間隙至于工頻電場中，但是受制于電場強(qiáng)度，不能形成空氣間隙擊穿的狀態(tài)，不會對線路正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。

能夠減少輸電線路反擊跳閘率的是減少接地電阻，根據(jù)10kV配電線路的特性可以得知，引發(fā)其跳閘的主要因素就是感應(yīng)雷，所以，在10kV配電線路防雷措施中使用減少接地電阻的形式，并不會產(chǎn)生很好的防雷效果。但是，減少接地的電阻，能夠促進(jìn)雷電流沖擊波的流失，避免雷電沖擊波給配電設(shè)施造成損壞。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)減小10kV配電線路中接地電阻，能以采用當(dāng)雷擊大地時(shí)桿塔電位的方式，以免產(chǎn)生的雷電波，通過地面反擊后毀壞配電線路。

顯著提升耐雷水平的是避雷線，也是基于此，避雷線被廣泛應(yīng)用于110kV或者電壓更高的輸電線路中。國內(nèi)目前應(yīng)用避雷線架設(shè)于10kV配電線路的案例還比較少。

四、結(jié)論

綜合上述文章內(nèi)容，當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展中10kV配電線路對整體線路的安全運(yùn)行具有重要作用，所以國家電力企業(yè)應(yīng)該抓緊跟進(jìn)線路的維護(hù)與改進(jìn)工作，保障電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。在實(shí)際改進(jìn)方案中10kV架空配電線路結(jié)構(gòu)比較混亂，需要采取防雷措施后提升避雷效果，因此，要從強(qiáng)化線路避雷效果著手，優(yōu)化電力系統(tǒng)運(yùn)行模式。

參考文獻(xiàn)：

[1]高新智.配電網(wǎng)架空線路并聯(lián)可調(diào)間隙保護(hù)裝置研究[J].高壓電器，2017，45（36）：74-17.

作者簡介：劉建新（1979-），男，內(nèi)蒙古五原縣人，大專，目前職稱：助理工程師，要評職稱：中級工程師，研究方向：配電管理；治擁祿（1982-），男，內(nèi)蒙古五原縣人，本科，目前職稱：助理工程師，要評職稱：中級工程師，研究方向：基層班組安全管理和配電線路安全管理。