關于10 kV 配電線路防雷保護間隙的設計探討

鄧洛

（廣東電網有限責任公司惠州龍門供電局，廣東 惠州 516000）

在自然環境中，雷電帶來的影響相對較大，不僅會對用戶的用電帶來很嚴重的影響，還會導致漏電、停電現象，引起火災等事故的發生，這對于整個配電系統來說都是很大的影響，所以在配電網進行建設的過程中，需要加強防雷措施，在保護國家公共財產的同時，也關注用戶的用電安全[1]。

1 常見的避雷裝置

圖1是一種防弧線夾，其缺點是在一定程度上沒有滅弧的能力，在受到雷擊的過程中對于瓷瓶和橫擔的放電會產生零序電流以及發生電流短路，引起線路發生跳閘。

圖1 防弧線夾

圖2 是一種帶避雷的間隙防雷裝置，這種防雷裝置對于安裝的條件以及技術的要求相對較高，對于放電間隙以及安裝的距離有一定的要求。圖3是現在常用的一種固定間隙防雷裝置，傻瓜式的安裝，在線路遭受雷擊時可以迅速將雷電流泄掉，具有滅弧能力。供電公司在配電線路上都會安裝一定的氧化鋅避雷器，作為線路的一種避雷措施。配電線路設備容易受到雷擊損壞的主要原因有：①避雷裝置安裝工藝不良；②避雷裝置質量不合格，出現了低劣產品，導致避雷的效果極差；③防雷接地裝置的質量也會影響到防雷效果，只有做好防雷接地裝置和有良好的接地，雷擊時的電流才能夠導入大地，不會對線路設備和周圍環境造成破壞。

這些接地以及避雷裝置在使用年限上是有一定周期的，隨著時間的延長，避雷的效果在一定程度上也會減弱[2]。接地裝置的不完整以及在發生氧化反應的過程中，接地網絡范圍是有一定的限制的，接地的地極對于埋設的深度和土壤接地電阻大小在一定程度上會對于電流的分散產生一定的影響。10 kV的配電網中導線一般情況下都是裸導線，如果在通電的情況下會非常危險，不應該在外圍安裝防雷設備，且防雷的設備需要與有導電作用的裸線相連接，但如果裸線相對過長，就會使絕緣效果減弱；另外一個重要的方面就是在導線受到雷擊時就會在一定時間段內形成短路電流，導致導線被擊穿，擊穿的位置就是電弧相對集中的位置。這種擊穿主要是因為絕緣體在一定程度上受潮或溫度過高、電壓過高等，都會導致導線失去絕緣能力，進而發生放電，上述過程就是因為絕緣受到破壞。出現這種情況的普遍原因為：通過介質擊穿一般情況下都是在電氣性能相對薄弱的地方發展起來的，這種缺陷可能發生在電場相對集中的地方，也可以在介質分布規律相對不均勻的情況下發生。

圖2 帶避雷的間隙防雷裝置

圖3 固定間隙防雷裝置

2 防雷保護間隙地理位置不適合安裝裝置

配電線路所處的地理位置也會對防雷等效果產生很大的影響，比如線路在地理形勢相對復雜的山區，對于防雷設備的安裝點就很難找到一個合適的位置，接地的電阻等沒有辦法實現應有的效果。在一般情況下，線路都在上空，防雷保護裝置的作用是有限度的。線路安裝防雷的四道防線分別為：①屏蔽。主要采用避雷針、避雷線或者改用電纜等措施進行防雷的方法。②絕緣子不閃絡。加強架空導線的絕緣能力，以及使用避雷器等措施。③閃絡點的轉移。這種方法的原理是使絕緣子的閃絡盡量不發生轉變，使電弧的工頻保持在相對穩定的階段，為此采用的具體方法是提高電弧等熄滅的可靠性、轉移弧道的破壞點、使開關不跳閘。在配電系統中安裝智能處理的開關裝置，避免停電或停電后迅速重合閘恢復線路絕緣，這是保證線路防雷的最后一道防線，對于供電可靠性要求較高的場合，可以采用雙回路供電的方法。

3 防雷保護間隙絕緣子的作用失效

絕緣子的效果減弱，主要是因為絕緣子在相對較長的時間內暴露在空氣中，各種塵埃以及分子結構都會在絕緣子的表面附合，在雷雨等天氣的作用下，雨水會將這些粒子或者雜質淋濕，被雷擊后就會發生污閃，絕緣子失去其應有的效果。架空配電線路絕緣老化嚴重時可考慮使用玻璃材質的絕緣串，以及瓷橫擔和長爬距的復合絕緣子，目的就是為了降低絕緣子閃絡時的建弧率。

4 配電線路遭受電擊的影響

在線路正常運行的過程中，如果受到雷擊影響較大，就會對整個地區的電力系統或電力設備造成一定程度的損害，進而也會導致配電線路受到損害。如今，在配電線路的建設過程中，相關的工作人員對于防雷工作的重視程度不斷上升。在較為先進的防雷設備以及技術的基礎上，需要有效緩解雷電對于電路帶來的不利影響。在此基礎上，在防雷技術等的選擇上，需要綜合考慮各方面的因素帶來的影響，考慮不當就會導致閃絡等現象的發生，在電磁等作用力的影響下最終會發生跳閘，給居民以及供電系統帶來不利影響。

5 防雷保護間隙的設計

一般情況下，過電壓有兩種情況，一種是大氣過電壓，另一種是操作過電壓。在線路設備受到直擊雷或感應雷的影響時，電壓會劇烈升高，當電壓達到了一定的水平時，空氣間隙就會被擊穿，絕緣擊穿很容易導致配電線路發生故障。操作過電壓實際上就是一些電感元件與電容元件之間產生的。在電力系統中，會有相對較多的電抗器以及發電機和變壓器等感性元件，當這些電力元件在投切時，電力系統狀態會發生一定的變化，在這個過程中，就會產生相對大的操作過電壓，超過了供電電壓的額定值。保護間隙的形式主要是圓形以及柱形兩種形式，兩個環狀的結構之間保持一定的距離，才能達到平衡絕緣應有的效果。