10kV配電線路防雷研究

金文睿

摘 要：保證中壓配電線路的安全運(yùn)行對輸電的質(zhì)量起到了重要的作用，10kV的運(yùn)行情況也是反映電網(wǎng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的最好體現(xiàn)，電網(wǎng)企業(yè)通過完善10kV配電線路的防雷管理措施，并且合理、科學(xué)地及時(shí)解決配電線路發(fā)生雷擊情況的問題，并在這個(gè)基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際的防雷工作的過程中優(yōu)化10kV配電線路的管理措施，保證10kV配電線路的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。本文主要針對目前的10kV配電線路的防雷措施、防雷工作目前所存在的問題做出分析，并提出一些建議，希望能夠?qū)﹄娋W(wǎng)企業(yè)的發(fā)展起到參考的作用。

關(guān)鍵詞：10kV配電線路;防雷;措施

中圖分類號：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）07-0191-02

0 引言

中壓電10kV配電線路是當(dāng)前電網(wǎng)系統(tǒng)的核心構(gòu)造，盡管按照相關(guān)的最高標(biāo)準(zhǔn)采用了高效的絕緣做出相對應(yīng)的應(yīng)對措施，但10kV配電線路依然預(yù)防不了受到雷擊的可能性。根據(jù)發(fā)展的需要，10kV配電線路在電網(wǎng)企業(yè)中的應(yīng)用具有一定的主導(dǎo)影響力，如何采取有效的措施對發(fā)生雷擊情況的配電線路進(jìn)行有效的解決與防護(hù)，是電網(wǎng)企業(yè)目前所面臨的巨大挑戰(zhàn)，電網(wǎng)企業(yè)目前需要嚴(yán)格、及時(shí)地處理雷擊問題，以及進(jìn)一步對防雷管理措施進(jìn)行研究創(chuàng)新，才能夠有效地保障10kV配電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 配電線路防雷措施的重要性

由于我國的地理位置及環(huán)境具有特殊屬性，大部分的地區(qū)都是溫帶氣候，每年出現(xiàn)的雷雨天氣比起非熱帶區(qū)域，要高出一倍左右，常常出現(xiàn)閃電現(xiàn)象，而國內(nèi)目前的高壓配電線路一般都是設(shè)置在范圍較為寬闊的郊外位置，在地理位置、天氣氣候等特點(diǎn)的影響之下，高壓電配電線路常常發(fā)生被雷電直接擊中的情況，給配電網(wǎng)的安全運(yùn)行造成了嚴(yán)重的影響，另一方面，我國自從改革開放以來，社會(huì)中的各行各業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展非?？焖?，這也催生了電網(wǎng)企業(yè)關(guān)于用電需求的巨大壓力，電網(wǎng)企業(yè)為了滿足發(fā)展的需要，需要擴(kuò)展配電線路的規(guī)模與配電線路的數(shù)量，面對發(fā)展的需求，也就提高了雷電對配電線路的擊中頻率。配電線路在遭受雷電擊中的情況下，此時(shí)配線線路中的電壓會(huì)處于最高壓狀態(tài)，明顯超過高壓配電設(shè)備的絕緣體，導(dǎo)致電力設(shè)備出現(xiàn)異常進(jìn)而發(fā)生跳閘的情況，因此發(fā)生大范圍區(qū)域的停電情況，這是比較正常的雷電事故，在過去也有發(fā)生過較為嚴(yán)重的配電網(wǎng)被雷電擊中的重大事故，引發(fā)了危險(xiǎn)的火災(zāi)事故以及觸電事故，給配電企業(yè)以及國家都帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)當(dāng)高度關(guān)注關(guān)于配電網(wǎng)的雷擊現(xiàn)象，提高配電線路的防雷設(shè)計(jì)的專業(yè)性及技術(shù)性，用最科學(xué)的技術(shù)應(yīng)用減少配電線路的發(fā)生雷擊的頻率，這是保證配電線路穩(wěn)定運(yùn)行的基本條件。

2 10kV配電線路遭遇雷擊的影響因素

2.1 缺乏專業(yè)的防雷設(shè)備的設(shè)置

我國社會(huì)行業(yè)的高速發(fā)展，其中也包括了各行各業(yè)的利益輸送情況，其中一些施工單位為了能夠控制工程的造價(jià)成本，忽略在施工的過程中所需要的資源配置，在設(shè)置防雷設(shè)備方面大做文章，采取公用模式應(yīng)付防雷系統(tǒng)的工作，公用模式指的是一種避雷器供兩臺以上的配電設(shè)備同時(shí)使用，嚴(yán)重地降低了防雷設(shè)備的有效性，而這種情況對于配電線路的雷電防護(hù)工作有著巨大的影響。除此之外，施工單位在針對10kV這種中壓配電線路采用的防雷設(shè)備存在部分不符合該線路在參數(shù)、應(yīng)用要求上的具體要求，忽視10kV配電線路的標(biāo)準(zhǔn)安裝防雷設(shè)備，這種問題一方面即對配電線路起不到有效的防雷效果，另一方面也增加了配電線路遭遇雷擊現(xiàn)象的情況。

2.2 線路設(shè)計(jì)安裝不合理

引起10kV高壓配電線路的雷擊現(xiàn)象頻繁發(fā)生的部分原因還包括在對配電線路的安裝設(shè)計(jì)初期，沒有考慮到配電線路的防雷設(shè)施需要按照不同的線路進(jìn)行鋪設(shè)，這種設(shè)計(jì)的缺陷主要在于沒有更新對配電線路的防雷安裝工作的優(yōu)化措施，設(shè)計(jì)方向還是按照統(tǒng)一方向進(jìn)行設(shè)計(jì)，沒有合理地通過結(jié)合不同的地理位置的配電線路的相關(guān)需求和針對不同的氣候條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)方向沒有進(jìn)行及時(shí)的更新，也就影響了配電線路的防雷效果。另一方面，施工單位的部分工作人員安全責(zé)任意識薄弱，整體工作素質(zhì)不高，缺乏對配電線路的防雷工作的重視，在進(jìn)行防雷設(shè)施的安裝工作中，往往出現(xiàn)為了應(yīng)付上級部門的檢查情況，而沒有嚴(yán)格履行設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)安裝、要求等，令配電線路的防雷措施只有表面上達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，而在實(shí)際的防雷性能上完全達(dá)不到基本的要求。

3 10kV配電線路雷擊的基本特征及原因分析

3.1 雷擊的基本常識

從配電線路的安裝位置方面分析，對于具有高壓性質(zhì)的配電線路設(shè)施一般都落地與空曠而且地形相對復(fù)雜的位置，這種環(huán)境同時(shí)也是頻繁出現(xiàn)閃電的主要地帶之一。具有高壓性質(zhì)的配電線路在遭遇不同程度的雷擊現(xiàn)象主要分為兩種形式。

3.2 直擊雷的形成

直擊雷的出現(xiàn)主要是基于：當(dāng)架空線路設(shè)施的頂端位置通過長時(shí)間的積聚，擁有大量的靜電荷而同時(shí)該位置的線路地下又存在大量的金屬物質(zhì)時(shí)，靜電荷在積聚到所需要的數(shù)量時(shí)，就會(huì)在第一時(shí)間往地面稍放，并形成巨大的電流，通過沖擊配電線路中的導(dǎo)線和絕緣子這類配電設(shè)施，然后直接燒斷導(dǎo)線，擊穿絕緣子設(shè)備，從而形成地雷對配電線路造成破壞。通過調(diào)查，發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象在每年的雷雨天氣中在相同位置條件下，都會(huì)發(fā)生兩次以上這種現(xiàn)象。

3.3 感應(yīng)雷的形成

當(dāng)?shù)孛娉霈F(xiàn)雷擊現(xiàn)象時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致大地的表面層之中的周邊電力、電子設(shè)施在含有大量靜電、磁份和輻射份量產(chǎn)生電磁感應(yīng)，而這種電磁感應(yīng)的威力是相對強(qiáng)烈的，如果電磁感應(yīng)在接觸到線路時(shí)，就會(huì)迅速將電磁輸送到配電線路中，這時(shí)10kV的線路就會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)然后發(fā)生過電壓的現(xiàn)象。閃電的流量規(guī)模，配電線路與雷電通道的具體距離以及配電線路的安裝高度等特點(diǎn)都會(huì)對配電線路上面的過電壓的數(shù)值產(chǎn)生一定程度的影響，如果沒有發(fā)生特別的現(xiàn)象，數(shù)值一般能達(dá)到10～400kV值。如果感應(yīng)過電壓如在大于80kV的情況下，也就是感應(yīng)過電壓與配線線路中的工頻電壓之和在超過絕緣子設(shè)備一半數(shù)值的放電電壓的時(shí)候，10kV高壓電的線路中絕緣子設(shè)備就會(huì)出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象，從而引發(fā)配電線路的短路和跳閘的情況。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的雷電研究指南中的介紹，關(guān)于配電線路的設(shè)置問題所產(chǎn)生的雷電因素占20%左右，而感應(yīng)過電壓的因素占到雷電擊中現(xiàn)象80%概率，即感應(yīng)過電壓的波頭長度一般是設(shè)置在1～2ps，而過電壓的波尾長度為3～10ps，然后感應(yīng)過電壓波沿著不同的配電線路進(jìn)行傳播。據(jù)分析，有95%以上的感應(yīng)雷現(xiàn)象在放電電流中一般都小于1kA，不過與直擊雷電流的數(shù)值相較還有很長的距離）。采用針對性的分析手段對引發(fā)10kV配電線路跳閘最主要因素是由于感應(yīng)過電壓所引起的。

4 10kV配電線路的一些防雷保護(hù)措施

4.1 防雷裝置的正確安裝

采用正確、標(biāo)準(zhǔn)防雷裝置安裝措施，也是作為提高配電線路預(yù)防雷擊能力的有效途徑，但是因?yàn)?0kV高壓配電線路設(shè)施的落在位置與環(huán)境在一定程度上需要滿足一些硬性條件，這種條件相較于其他電力設(shè)備的通用性具有特殊的特點(diǎn)，因此安裝工作在不同程度上也有一定的難度，但是為了能夠保證配電線路設(shè)施的落在地周邊的群眾生命、財(cái)產(chǎn)安全。電力企業(yè)在實(shí)施配電線路的相關(guān)部署以及施工的過程當(dāng)中，管理人員要嚴(yán)格要求參與施工的工作人員要高度注意對避防裝置的正確安裝。在配電線路在投入正常的使用之前，施工方要認(rèn)真仔細(xì)地針對防雷裝置的安裝工作進(jìn)行復(fù)查，在復(fù)查工作完成之后，還需要經(jīng)過技術(shù)部門的檢驗(yàn)，完成相關(guān)流程并且在所有的檢查通過之后，才能正式投入使用。除此之外，配電線路在正常運(yùn)行、使用的過程中，企業(yè)應(yīng)對配電線路制定有效的管理措施，例如：安排配電線路的檢修工作人員進(jìn)行定期與不定期的線路檢查，確保配電線路在正常的運(yùn)行狀態(tài)下及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并及時(shí)解決問題， 在對于防雷裝置不僅要進(jìn)行正確的安裝，在日常的養(yǎng)護(hù)工作中也要定期檢查防雷設(shè)備的性能情況，才能夠全面地對所有的電力實(shí)施有效的監(jiān)控，一旦出現(xiàn)問題便能及時(shí)地解決，保證各系統(tǒng)的性能效果。

4.2 提高防雷安全意識、加大對10kV配電線路防雷措施的投入

電網(wǎng)企業(yè)內(nèi)部的技術(shù)部門，需要與時(shí)俱進(jìn)、高度關(guān)注防雷設(shè)施的技術(shù)發(fā)展趨勢，而企業(yè)也要不斷完善對10kV配電線路關(guān)于避雷方面的管理以及投入，防雷工作勢在必行，也是企業(yè)在安全工作管理上最基本的保障之一。企業(yè)應(yīng)當(dāng)深刻認(rèn)識雷擊現(xiàn)象的發(fā)生存在著各種不確定性因素，企業(yè)的電力設(shè)施如果在遭遇雷電事故會(huì)蒙受什么程度的經(jīng)濟(jì)損失，以及對企業(yè)發(fā)展的影響，企業(yè)管理人員應(yīng)當(dāng)在日常的工作中提高對雷電方面的安全意識，并建立預(yù)想方案，預(yù)防在一旦發(fā)生雷擊事件造成的損失時(shí)，在管理上的有效解決措施

4.3 線路的防雷措施

架空線路是10kV配電線路中的結(jié)構(gòu)組成之一。通過綜上分析得知：因地理問題、環(huán)境問題等架空線路的設(shè)置被雷電擊中的頻率較高，企業(yè)需要提高關(guān)注架空線路的防雷措施的開發(fā)。首先，應(yīng)針對架空導(dǎo)線的具體結(jié)構(gòu)、組成。該組成的結(jié)構(gòu)要按照標(biāo)準(zhǔn)采用絕緣線路作為第一層保護(hù)， 這是保障架空線路安全運(yùn)行的第一步。同時(shí)，企業(yè)需要在這一基礎(chǔ)上為架空線路添加絕緣套的安裝，預(yù)防當(dāng)雷電現(xiàn)象發(fā)生的時(shí)候，在第一時(shí)間破壞的絕緣表層，這是保護(hù)內(nèi)部導(dǎo)線的基本條件。第二點(diǎn)就是：針對架空線路內(nèi)部較為敏感的線路設(shè)備，加裝避雷裝置，保障架空線路最敏感的導(dǎo)線不受到雷電的沖擊而導(dǎo)致?lián)p壞，通過這兩種措施，切斷雷擊的傳輸能力。

5 結(jié)語

受到雷電現(xiàn)象沖擊的10kV配電線路會(huì)導(dǎo)致大面積線路的斷電情況，以及配電線路的故障，這種故障情況在一定程度上影響了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力的穩(wěn)定輸送對社會(huì)各行各業(yè)的影響是無可估量的，電力企業(yè)應(yīng)當(dāng)明確自身的社會(huì)責(zé)任感，通過完善企業(yè)各方面的管理，以及保證電力設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，提高企業(yè)的市場競爭力。

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