10kV配電線路的常用防雷措施探析

張濤

摘 要：10kV配電線路頻繁遭受雷擊事故，無論是對于配電網安全還是供電可靠性上都會產生不利影響、因此，結合雷擊產生的情況，研究10kV配電線路的防雷保護措施能夠有效地解決目前存在的事故問題，針對性地提出切實有效的保護方案。本文也將通過防雷問題的研究來進行具體的措施安排。

關鍵詞：10kV；配電線路；防雷措施

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）30-0176-01

引 言

社會發展趨勢下，對于電能的需求量顯著提高，尤其是對于供電可靠性的要求。配電網的作用在于為用戶分配電能，但受到直擊雷與感應雷的影響，不僅頻繁出現跳閘現象，變壓器與避雷器的損壞問題也時有產生。針對配電網的防護現狀進行防雷措施改造的技術研究，具有顯著的現實意義。

1 10kV配電線路防雷分析

1.1 感應雷影響

由于配電線路受到雷電過電壓的影響主要分為直擊雷與感應雷，配電網在絕緣水平較低的情況下，無法配置耦合地線、避雷器等設備，線路遭受直擊雷時也無法起到防護作用，過電壓產生的破壞性非常顯著。而感應雷的電壓幅值與多種因素有關，且雷閃擊可以在較大的范圍內觸發感應雷的過電壓現象，增加雷擊的影響范圍，從而出現擊穿、閃絡等安全事故。

1.2 絕緣水平

線路使用周期過長，在缺乏必要的維護措施前提下必然導致線路中出現大量劣質絕緣子，由于電熱老化所導致。另一方面，在配電設備外的絕緣會受到自然環境影響，加大了表面的導電性能，很有可能出現泄漏電流。在某些電流密度較大的區段，其承受的電壓較大，當線路遭受雷擊時，絕緣子上的電壓也會導致絕緣子閃絡現象的產生。

1.3 中性點運行方式

通常情況下，中性點不接地系統的接線簡單，當系統出現單相接地時，也可以讓電壓保持平衡，繼續供電一段時間。但如果雷電過電壓產生不利影響，會產生弧光接地過電壓，當恢復電壓超過其強度時必然導致再次對地擊穿。擊穿后工頻續流較大，電弧游離也會影響到其它回路，從而導致多回線路同時出現跳閘，供電可靠性顯著降低[1]。

1.4 設備防雷問題

配電網的快速發展下，為了保障電網運行時的安全，線路分段開關與聯絡開關保障了電網運行的穩定性，但由于柱上開關等防雷保護措施的缺陷，一旦出現雷擊故障，必然導致柱上開關、避雷器等設備的損壞。按照相關要求，配電變壓器容量在100kVA以上，接地電阻應該保持在4Ω以下，接地電阻為10Ω以下，否則判定為接地電阻不合格，出現接地電阻超標情況，對于安全問題的影響程度較為顯著。另外，某些設備，例如配電變壓器在低壓側缺乏防雷保護措施，在雷電活動頻繁的時間段，由于過電壓產生設備損壞的可能性也相對較高。為了滿足電網運行的需求，也需要針對設備防雷問題展開研究。

2 10kV配電線路防雷措施研究

2.1 線路絕緣水平的提升

感應雷過電壓的幅值小于直擊雷過電壓幅值，但幅值具有較大的變化范圍，這也與放電形式有著直接聯系。目前配電網已經大規模使用架空絕緣線路，但是對于防雷來說無法起到關鍵作用，因此，為了提升配電線路的絕緣水平，就需要提升線路的耐雷水平。對于雷擊閃絡的計算要從兩個角度來進行：①感應過電壓的計算；②絕緣子閃絡的判斷依據。針對雷擊產生的不良影響，可以將裸導線更換成為絕緣導線，并且在絕緣子與導線中間增加絕緣皮，或是更換絕緣子型號，可以降低感應雷過電壓導致線路閃絡情況的概率，提升供電的可靠性。當然，局部絕緣水平也應該落實到位，例如在絕緣導線固定區域加厚絕緣，讓放電只能從邊緣區域或是擊穿絕緣皮導線，緩解沖擊放電電壓。具體來看，如果線路的雷電放電在保護間隙之間產生，就可以預防絕緣導線被擊穿，徹底解決類似產生的斷線問題。

2.2 降低桿塔接地電阻

一般情況下，在桿塔接地區域允許的情況之下應該選擇水平放射接地體，不僅可以降低工頻接地電阻還能有效地降低沖擊接地電阻。無論是哪種類型的接地體，在增大尺寸的前提下均會降低線路桿塔接地裝置的接地電阻。而經過實驗結果表明，如果在水平接地體周圍增加膨潤土降阻防腐劑，也能起到明顯的接地電阻降低效果。如果需要避開地表高點組成，則可以將接地極埋在地下水位較高或是地下水豐富的區域，這一區域的電阻率相對較小。但如果桿塔附近有金屬物質或礦體存在，那么需要考慮將接地體插入礦土當中，保障線路的安全運行，妥善解決因雷擊而產生的線路斷線問題。

2.3 避雷器與絕緣子安裝

由于10kV配電線路的距離相對較長，一旦出現絕緣子串閃絡燒毀情況必然導致短線事故。配電線路相比于輸電線路，在防雷方面更加簡便，在避雷器的安裝方面，可以選擇在雷擊事故的多發區域桿塔位置安裝，并在配電線路分支處桿塔繼續安裝。如果架空絕緣線路與電纜線路轉換處有明確要求，也需要安裝避雷器。另一方面，按照配電線路的相關規程規定，配電網可以帶單相接地故障后繼續運行1～2h，但是當線路故障并不是恢復性故障時，則可能有相間短路的情況產生，無法降低線路建弧率，在實際的配電線路中還需要結合不同的線路形式合理地選擇線圈[2]。在絕緣子安裝方面，應該從防雷保護間隙的設計角度來進行。當雷擊產生時，保護間隙應該優先與絕緣子串進行放電，從而保護線路不會被燒毀。因而，間隙的引弧作用可以將電弧引導至絕緣子旁邊，防止燒毀，同時雷電過電壓造成的擊穿放電可以轉向保護間隙，避免雷電過電壓在絕緣導線的絕緣層擊穿，徹底解決雷擊斷線與設備損壞問題。

3 結 語

從當前配電線路的防雷問題來看，當遭受雷擊過電壓時，產生絕緣子閃絡與架空絕緣導線事故的可能性較高，因此配電網的絕緣水平直接影響到其耐雷水平。因此本文也分析了線路絕緣水平提升、中性點運行方式調整與避雷器、絕緣子的安裝三種防雷措施，旨在提升整體的線路性能，降低絕緣導線雷擊短線事故問題的產生。

參考文獻

[1]廖水川.探析山區10kV架空配電線路防雷技術的應用[J].中國新技術新產品，2015（11）：187.

[2]羅大強，許志榮，唐 軍，等.根據歷史跳閘記錄對10kV配電線路防雷現狀和問題的分析[J].電瓷避雷器，2012（2）：40～45.

收稿日期：2018-9-18