10kv線路及配電設備的防雷措施

王長付 陳顏濤

摘 要：隨著我國國民經濟的不斷增長，電力作為一種能源已經給人類社會帶來的光明與前景，所以供電可靠性會對直接影響到人們的工作生活，同時人們對配電網的安全性要求將會越來越高。由于10kV架空配電線路的絕緣水平相對較低，且網絡結構比較復雜，很容易發生雷害事故，從而將影響到配電網的供電可靠性與安全，嚴重的將會使人民的生命財產安全受到一定的威脅。所以，分析雷電造成配電線路出現的隱患問題，并且找到切實有效的防雷措施，對于人們的工作生活用電與安全具有非常重要的意義。本文特意對雷災的基本特征和原因做了詳細的介紹和分析，闡述雷害的防范措施，希望給供電同行提供一些參考。

關鍵詞：10kV線路；配電設備；防雷措施

10kV配電線路經常受到雷害事故的影響，引起10kV配電線路接地或故障跳閘，造成線路停電，雷害對配電網的安全運行造成極大危害，降低配電網的供電可靠性，嚴重影響用電客戶的辦公、生產、商業、生活用電，本文結合10kV配電線路運行與雷害發生情況，研究10kV配電線路的防雷保護措施具有重要的工程和實際意義。

1 10kV配電線路雷擊的基本特征及原因分析

1.1雷擊的基本常識

綜合各方面因素，配電線路通常架設在地形復雜的空曠地帶，非常容易遭受雷擊。配電線路遭受雷擊主要有兩種形式：其一是直擊雷，當架空線路上方積聚大量靜電荷而該線路地下可能存在大量金屬等時，當靜電荷積聚到一定程度時就瞬時向大地稍放，形成很大的沖擊電流，流過（擊中）導線、絕緣子等配電設備，從而燒斷導線，擊穿或擊爛絕緣子，這種情況在同一地點每年都會發生且每年發生不少于一次；其二是感應雷，一旦地面發生雷擊，地表周圍的電力、電子設備就會產生包含有靜電份量、磁份和輻射份量的電磁感應，并且相當強烈，當這些電磁感應傳遞到線路中時，10kV線路上就會產生感應過電壓。雷電流的大小、線路距雷電通道的遠近、線路的懸掛高度等因素都會影響到線路上過電壓的幅值，一般情況下會達到10～400kV。

感應過電壓如果大于80kV，即當感應過電壓與線路工頻電壓之和大于絕緣子50%的放電電壓時，10kV線路絕緣子會產生閃絡現象，導致線路短路、跳閘。據國外資料介紹，配電線路上雷擊占20%，感應占80%（感應過電壓的波頭長度為1～2ps，波尾長度為3～10ps，感應過電壓波沿每相線路傳播。95%以上感應雷的放電電流小于1kA，但遠遠小于直擊雷電流）。因此，引起10kV線路跳閘的主要原因是感應過電壓引起的。

1.2主要原因分析

從防雷水平的高低、防雷方案的選擇、防雷產品的選用到防雷裝置運行維護全過程分析，引發雷擊災害的原因主要有以下情況：配電網防雷設計針對性不強；運行中仍有部分避雷器是閥式避雷器，天氣潮濕時，表面泄漏電流嚴重；有些避雷器和弱電設備與主地網（地極）共用，降低防雷質量；接地網的接地電阻大于標準要求或接地網已腐蝕，引起雷擊后電壓反擊；運行當中沒有對配電網防雷設備開展預防性試驗，個別防雷設備已失效，起不到防雷作用；防雷資金投入不足，防雷設備的改造能力落后；沒有對經常遭受直擊雷雷擊的地點加裝防直擊雷的裝置；缺乏完善的管理工作，不能及時發現具體問題，致使防雷設施存在一些隱患。

2 10kV配電線路的一些防雷保護措施

2.1防范直擊雷的措施

針對直擊雷每次都是對同一地區放電，根據現場經驗，可以在10kV配電線路桿塔上安裝避雷針或消雷器，安裝消雷陣雨器防直擊雷效果最好。臺山供電局管轄下的10kV塔溫線水南支線17#桿，2005年前每年都遭受雷擊斷導線1～3次，2006年安裝了10kV線路避雷器后，導線沒有遭受雷擊斷線，但是避雷器遭受雷擊擊壞，2007年初安裝了半導體消雷器至今，該支線1#～30#桿導線沒有遭受雷擊斷線。2008年后臺山局在其他三回10kV配電線路經常遭受雷擊斷導線的地方安裝了半導體消雷器，至今，這三回配電線路沒有發生導線遭受雷擊斷線現象。

2.2提高線路絕緣水平，降低10kV配電線路閃絡概率

由于配電網絕緣水平低，當線路中因雷電活動而產生感應雷過電壓時，極易造成線路絕緣子閃絡等事故，可采取將裸導線更換成為絕緣導線、增加絕緣子片數、在導線與絕緣子之間增加絕緣皮、更換絕緣子型號等方法提高線路絕緣水平。

2.3采用間隙與避雷器配合對10kV配電線路進行保護

避雷器對于配電線路中的雷電過電壓的防護具有很好的效果，應當在配電線路中有選擇地安裝避雷器進行保護；裝有間隙的絕緣子串放電有通絡和沿絡兩種情況，注意并聯間隙絕緣子的使用，保護間隙距離的設計應當在雷擊線路閃絡時可以捕捉電弧的根部，電弧應盡量不接觸絕緣子表面。同時，可以使用穿刺式防弧金具及安裝線路過電壓保護器。

2.4降低10kV配電設備的接地電阻

在配電線路中，降低接地電阻的方法主要有以下三種：一是增長水平接地體，通過該法達到目標值要求較難；二是施加降阻劑進行降阻，在水平接地體周圍施加長效降阻劑，對降低桿塔的接地電阻效果明顯，但隨降阻劑性能而影響壽命；三是采用垂直接地極，采用在防雷設備引下線最近處鉆深孔，在深孔中施加垂直接地極，利用深層土的低電阻率達到降低接地電阻，同時這種方法是防雷效果最好的。

3、10kV配電設備防雷

配電變壓器按現行規范采用閥型避雷器來保護。閥型避雷器要求越靠近變壓器安裝保護效果越好，一般要求裝在高壓跌落保險的內側。必須使避雷器的殘壓小于配電變壓器的耐壓，才能有效地對變壓器起保護作用。避雷器的選擇應與線路額定電壓相符。若避雷器額定電壓高于設備額定電壓使設備受雷擊時失去可靠保護二避，器額定電壓低于設備額定電壓，在正常的過電壓下避雷器頻縈動作引起線路接地跳閘。當變壓器容量在100kVA及以上時，接地電阻應盡可能降低到4Ω以下；當變壓器容量小干100kVA時，接地電阻可達到10Ω及以下即可。如達不到上述要求，應進行改造接地網使其阻值下降，從而使留電流流過接地線上引起的電位降低。在配變低壓側也裝設保護裝皿。10kV配變只在進線處安裝避雷器不能保護配變低壓繞組，而且由于低壓側落雷也將造成留電沖擊電壓直接通過計量裝皿加在低壓繞組上，按變比感應到高壓側產生高電壓，有可能首先擊穿高壓繞組。同時，雷電沖擊電壓通過低壓線路俊入用戶，造成家用電器的損壞。所以在配變低壓側應裝設低壓避雷器等通訊用放電間隙保護器，并將避留器、變壓器外殼和中性點可靠接地。在配電變壓器進線處裝設電抗器。電抗器可以利用進線制作，用進線繞成直徑100mm，10-20匝的電感線圈。阻止留電波的入慢，保護變壓器。避雷器安裝工藝要規范。避雷器的接地要良好，接地線聯接要可靠。農村配變避留器安裝工藝差、引線細：接頭松或開路造成避雷器失去保護作用而導致配變遭雷擊燒壞是較常見的，所以防雷引線的截面積，引線連接頭，接地體埋設都要符合有關防留接地規程要求。按期進行預試和檢修，避雷器要按規程要求定期進行絕緣電阻、工頻放電電壓試驗，對不合格和有缺陷的避雷器進行更換。FS閥型避雷器經一段時間運行后，因避，器自身老化其工頻放電電壓下降，絕緣電阻降低。當其土頻放電電壓低于23kV，絕緣電阻低于2000MΩ時必須更換。對接地引下線，接地裝t要定期巡視檢修。雷雨季節前要清掃瓷體，緊固接頭，損壞部位立即更換。

10KV電力系統的防雷措施多種多樣，各地10kV電力系統實際情況又不盡相同。因地制宜，合理地選擇防雷保護措施，加強10KV電力系統的運行管理，一定能提高10kV電力系統防留保護的效果，最終提高供電質量。

參考文獻：

中國機電工程學會供用電使用手冊[D].沈陽：遼寧科技出版社.