10 kV 配電網雷擊跳閘故障原因及防范措施

方 芳，田 和

（1.國網河北省電力有限公司平鄉縣供電分公司，河北 平鄉 054000；2.國網冀北電力有限公司陽原縣供電分公司，河北 陽原 075000）

雷電是一種常見的自然災害現象，其產生的雷擊電流和雷電強烈的電場可能給10 kV 配電網帶來嚴重的安全隱患。雷擊跳閘故障不僅會造成線路設備的損壞，還會導致供電中斷，給用戶用電和生產生活帶來嚴重影響。為了保障電力系統的穩定運行，必須采取有效的防雷措施。文章旨在對10 kV 配電網雷擊跳閘故障的原因進行分析，探討雷擊防范的重要性，研究雷擊對電力系統的影響，以及防范雷擊跳閘故障的措施，為電力系統的安全穩定運行提供有益參考。

1 防范10 kV 配電網雷擊的作用

1.1 提高電力系統穩定性和可靠性

雷擊跳閘故障是導致電力系統中斷供電的主要因素之一。當雷擊擊中配電線路或相關設備時，可能導致線路短路或設備損壞，進而引起電力系統跳閘。在雷電高發季節，雷擊跳閘故障頻繁發生，嚴重影響用戶的正常用電和生產生活秩序。通過采取有效的雷擊防范措施，可以大大減少雷擊跳閘故障的發生，提高電力系統的穩定性和可靠性。保障電力系統的穩定供電，對于維護社會運行秩序和提高生產效率具有重要意義。

1.2 保障電力設備的安全運行

雷擊引發的過電壓和電弧現象可能對電力設備造成嚴重損壞，甚至引發設備起火等危險。而且，設備損壞不僅會導致電力系統跳閘故障，還需要進行維修或更換，增加了電力系統的運維成本。通過采取雷擊防范措施，如合理設置防雷接地裝置、配置雷電保護裝置等，可以有效地保障電力設備的安全運行，延長設備的使用壽命，降低維護成本，提高電力系統的經濟效益。

1.3 降低社會經濟損失

雷擊跳閘故障造成的供電中斷和設備損壞不僅給用戶帶來不便，還會導致社會經濟損失。特別是在某些重要的生產、醫療、通訊等領域，電力供應的穩定性至關重要。一旦發生雷擊跳閘故障，可能導致生產停工、通訊中斷、醫療設備故障等，嚴重影響社會的正常運行。通過防范10 kV 配電網雷擊，可以降低供電中斷和設備損壞的概率，減少社會經濟損失，提高社會運行的穩定性和可持續發展能力。

2 10 kV 配電線路雷擊跳閘故障原因分析

2.1 線路絕緣不足

線路絕緣不足是導致10 kV 配電線路雷擊跳閘故障的一個主要原因。絕緣是防止電力設備或線路與周圍環境發生電氣聯系的關鍵保障。然而，長期的運行或惡劣的氣候條件可能導致絕緣老化、材料劣化或設備缺陷，使得線路絕緣不足。當雷擊擊中絕緣不足的線路時，會導致局部放電或擊穿現象，進而引發設備損壞或線路短路，導致跳閘故障的發生。

2.2 接地系統不完善

接地系統在防范雷擊跳閘故障中起著至關重要的作用。配電線路的接地系統能夠消除雷電過電壓，將雷擊電流引入地下，從而保護設備和線路免受雷擊損害。然而，如果接地系統設計不合理、接地電阻過大或存在接地網斷裂等問題，雷電過電壓無法及時釋放，可能導致設備受損或跳閘故障的發生。

2.3 雷擊電流感應

當雷電擊中地面或附近金屬物體時，會在金屬物體中產生感應電流。如果這些金屬物體與10kV 配電線路相連，感應電流會通過線路傳導，導致線路過載或短路，引發跳閘故障。因此，在雷擊防范中，需要注意將與線路相連的金屬物體進行合理隔離，避免感應電流對線路的影響。

2.4 設備缺陷

10 kV 配電線路上的設備，如絕緣子、斷路器、開關等，如果存在缺陷，也可能導致雷擊跳閘故障。設備的絕緣損壞、接觸不良、松動或銹蝕等問題，都可能導致雷擊跳閘的原因。設備缺陷可能是由于長期的運行和磨損，也可能是由于制造或安裝過程中的問題所致。

2.5 天氣條件

天氣條件對雷擊跳閘故障的發生有一定的影響。雷擊跳閘故障通常在雷雨天氣中發生，特別是暴雨、強風等極端天氣條件下，雷擊頻率較高，跳閘故障的概率也會增加。此外，氣溫、濕度等氣象因素也可能影響雷電的產生和發展，從而影響雷擊跳閘故障的發生。

3 雷擊對10 kV 配電線路的影響

3.1 線路短路

雷擊會在10 kV 配電線路上產生巨大的雷電電流，當這些雷電電流通過線路時，可能會造成線路的短路。雷電電流具有非常高的能量，一旦發生線路短路，將導致線路上電流急劇增大，可能造成線路和設備的過負荷，進而引發跳閘保護動作，導致供電中斷。此外，雷電電流通過線路還可能導致線路的局部加熱，進而引發線路材料的熔化，增加線路損耗，降低線路的運行安全性。

3.2 設備損壞

雷擊產生的巨大電流和電場會對10 kV 配電線路上的設備造成損壞。當雷電擊中絕緣子、斷路器、開關等設備時，會導致設備局部放電、電弧或擊穿現象，從而造成設備的損壞。特別是設備的絕緣破壞會導致設備失效，引發設備損壞和短路故障，進而影響線路的正常運行。設備損壞不僅會增加維修和更換的成本，還可能導致設備的停運時間延長，進一步影響供電可靠性。

3.3 供電中斷

雷擊對10 kV 配電線路的影響最為直接和嚴重的就是供電中斷。當雷電擊中配電線路或相關設備時，可能導致線路短路、設備損壞或過電壓，進而引發線路的跳閘故障，導致供電中斷。供電中斷會給用戶的正常用電和生產生活帶來極大的不便，尤其是在雷電頻繁發生的季節，供電中斷的發生頻率可能會顯著增加。供電中斷還可能導致相關行業的生產停工、通訊中斷、醫療設備故障等問題，給社會和經濟帶來嚴重影響。

4 故障診斷與定位

4.1 故障診斷的重要性

故障診斷是保障10 kV 配電網雷擊跳閘故障及時排除的關鍵步驟。一旦雷擊跳閘故障發生，供電中斷會給用戶的用電和生產生活帶來嚴重影響，可能導致停產、通訊中斷、醫療設備故障等問題。而且，如果故障處理時間過長，還可能導致更大范圍的影響，甚至影響到整個電力系統的穩定運行。因此，及時進行故障診斷和定位至關重要，可以最大限度地減少故障造成的影響，提高電力系統的可靠性和穩定性。

4.2 常用的故障診斷方法

在10 kV 配電網雷擊跳閘故障的診斷過程中，常用的方法包括現場巡查、遙測監測和故障指示器的應用。

現場巡查。當雷擊跳閘故障發生時，首先需要派出維修人員進行現場巡查。維修人員通過觀察設備和線路的狀態，尋找明顯的故障跡象，如燒焦、熔斷等。現場巡查可以快速發現故障點，但對于隱蔽的故障可能不夠準確。

遙測監測。現代電力系統普遍采用遙測監測技術，通過遙測設備實時監測電力系統的運行狀態。當雷擊跳閘故障發生時，遙測監測設備會自動記錄相關數據，包括故障發生的時間、地點、電流、電壓等信息。這些數據可以作為故障診斷的參考，幫助快速定位故障點。

故障指示器。故障指示器是一種智能設備，可以實時監測電力系統的運行狀態，并在發生故障時進行指示。一些故障指示器還具備自動錄波功能，可以記錄故障發生前后的數據。通過故障指示器的應用，可以及時發現故障，快速進行故障診斷和定位。

4.3 故障定位技術的應用

故障定位技術是在故障診斷的基礎上，進一步確定故障點位置的重要手段。常用的故障定位技術包括時間域反演法、頻域反演法和時頻域聯合法。

時間域反演法。時間域反演法是利用傳感器記錄的故障數據，通過比較故障前后的波形差異來定位故障點。這種方法簡單直觀，但對故障數據的要求較高，需要有高精度的故障錄波數據。

頻域反演法。頻域反演法是通過對故障數據進行頻率分析，找出故障頻率的特征，從而確定故障點位置。這種方法對故障數據的要求相對較低，但需要有一定的頻域分析技術。

時頻域聯合法。時頻域聯合法結合了時間域和頻域的特點，通過對故障數據進行綜合分析，提高了故障定位的精度和準確性。這種方法適用于不同類型的故障，具有較高的實用性。

5 10 kV 配電網雷擊防范措施

5.1 雷電監測預警系統

雷電監測預警系統是10 kV 配電網雷擊防范的重要組成部分。雷電是一種極具威力的自然災害，其產生的雷電電流和雷電強烈的電場可能給電力系統帶來嚴重的影響。因此，在雷電天氣條件下，及時監測和預警雷電活動對電力系統的安全穩定運行至關重要。雷電監測預警系統主要由雷電探測器、監測設備和預警系統組成。雷電探測器是用于探測雷電活動的設備，它可以通過感知雷電云的電場和電荷狀態來判斷雷電活動的強度和頻率。監測設備用于記錄和傳輸雷電活動的數據，包括雷電云的運動軌跡、雷電頻率和雷電強度等信息。預警系統是根據監測設備傳輸的數據，通過計算和分析來預測雷電活動的發展趨勢，并及時發出預警信號。雷電監測預警系統的建設和運行可以提供及時的雷電信息，使電力系統管理人員和維修人員能夠提前采取防護措施。當雷電活動超過一定的安全閾值時，預警系統會發出預警信號，提示電力系統管理人員采取相應的措施，如暫時停電、加強設備絕緣等。這樣可以有效減少雷擊對電力系統的影響，降低雷擊跳閘故障的發生率，提高電力系統的可靠性和穩定性。

5.2 接地系統的優化與改進

接地系統是10 kV 配電網防雷的重要組成部分，其作用是將雷擊電流有效引入地下，減少雷擊對線路和設備的影響。因此，優化和改進接地系統對于提高電力系統的抗雷能力非常重要。首先，應合理選擇接地電阻的值。接地電阻是影響接地效果的重要因素，合理選擇接地電阻的值可以降低接地電阻，從而減小接地電流的回流路徑，提高抗雷擊能力。其次，要加強接地網的維護。定期檢查接地體的連接是否良好，確保接地系統的穩定性。接地網斷裂或松動可能導致雷電過電壓無法及時釋放，增加雷擊對線路和設備的影響。另外，采用多級接地方法可以進一步提高接地系統的穩定性和可靠性。多級接地是指在不同位置設置多個接地體，形成一個復雜的接地網，使雷擊電流能夠均勻分布到不同接地體上，減少雷擊電流通過接地系統的電流濃度，降低接地系統的電阻。這樣可以有效提高接地系統的抗雷擊能力，降低雷擊跳閘故障的發生率。

5.3 設備絕緣的加強

設備絕緣是保障10 kV 配電網設備防雷安全的重要措施。在雷電天氣條件下，設備絕緣狀態的良好與否直接關系到設備的安全運行和電力系統的可靠性。首先，要加強設備的絕緣性能。選擇高質量的絕緣材料和絕緣設備，確保設備能夠承受雷擊產生的高壓和高電場。絕緣材料的選擇應符合國家標準，并進行必要的絕緣試驗，確保其絕緣性能符合要求。設備絕緣的加強可以有效減少雷電電場對設備的影響，提高設備的抗雷擊能力。其次，定期對設備絕緣進行檢測和測試。絕緣老化、損壞等問題可能導致設備絕緣性能下降，從而影響設備的安全運行。定期對設備絕緣進行檢測和測試，及時發現和處理絕緣問題，保障設備絕緣的穩定性和可靠性。另外，對于一些特殊設備，如斷路器、避雷器等，可以采用避雷器等裝置進行額外的防雷保護。避雷器是一種專門用于吸收雷擊電流的設備，當雷電擊中設備時，避雷器會將雷擊電流引導到地下，保護設備的安全運行。

6 結論

10 kV 配電網雷擊跳閘故障是一個復雜而常見的問題，其原因涉及線路絕緣不足、接地系統不完善、雷擊電流感應、設備缺陷以及天氣條件等多個方面。為了保障電力系統的安全穩定運行，必須重視雷擊防范工作。文章針對10 kV 配電網雷擊跳閘故障的原因及防范措施進行了深入研究。

在雷擊防范方面，雷電監測預警系統是至關重要的，它可以及時監測雷電活動，提前預警，幫助電力系統管理人員采取相應的防護措施。優化和改進接地系統也是防雷的重要措施，合理選擇接地電阻、加強接地網維護、采用多級接地方法，可以提高電力系統的抗雷擊能力。此外，加強設備絕緣是保障電力系統防雷安全的關鍵措施，合理選擇高質量的絕緣材料和絕緣設備，定期檢測和測試設備絕緣狀態，可以提高設備的抗雷擊能力。