10kV配電線路的防雷措施分析

王隨利 楊大干 馬力恒

【摘 要】10kV配電系統(tǒng)與用戶密切相關(guān)，承擔(dān)著向用戶分配及輸送電力的任務(wù)，一旦配電線路出現(xiàn)故障就會直接導(dǎo)致用戶停電，給居民和企業(yè)造成較大的財產(chǎn)損失，影響城市的正常生產(chǎn)和生活。文章從10kV配電線路的雷擊故障入手，通過對10kV配電線路由雷擊引發(fā)的故障進行簡單的分析，并提出了相應(yīng)的防雷措施，以供同行參考。

【關(guān)鍵詞】10kV配電線路；雷擊故障；防雷措施

中圖分類號：TM863 文獻標(biāo)識碼：A

1 10k V配電線路防雷現(xiàn)狀

1.1配電線路的安裝問題

在配電線路安裝時主要存在著配電線路的搭建以及配套的避雷設(shè)備安裝不夠科學(xué)的問題，導(dǎo)致未能從源頭上減少甚至避免雷電天氣下對配電線路的損害。事實上，在大多數(shù)情況下配電線路架設(shè)時本身就存在著嚴重的安全隱患。如未能根據(jù)線路所經(jīng)地區(qū)的氣候條件以及地質(zhì)條件適地適宜鋪設(shè)配電線路，而是采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進行線路安裝，這就不可避免導(dǎo)致部分地區(qū)存在著電路故障多發(fā)的狀況。還有就是在配電線路搭建時相配套的避雷設(shè)備難以有效跟進。在安裝過程中，如果一個地區(qū)是少雷地區(qū)或者是雷電災(zāi)害不明顯的地區(qū)，為了減少施工成本節(jié)省開支，部分工程隊會選擇適當(dāng)減少避雷設(shè)施的裝配，甚至有些監(jiān)管不到位的地區(qū)直接不安裝避雷設(shè)備，這就為雷電發(fā)生時造成損失埋下了巨大的隱患。

1.2環(huán)境因素以及自身問題

電路所經(jīng)地區(qū)雷電天數(shù)較多且強度較大，以及惡劣的氣候條件可能導(dǎo)致線路老化，使得應(yīng)對雷電災(zāi)害的水平降低也是目前配電線路防雷效果不明顯的主要原因。我國的部分地區(qū)為雷電多發(fā)區(qū)。即使在安裝配電線路時采取了較為科學(xué)的避雷措施，并且想到了高空架設(shè)電線所需要想到的一系列問題，可在這些地區(qū)因雷電造成的電路災(zāi)害仍十分明顯。還有就是由于惡劣的氣候條件影響，即使是質(zhì)量很好的配電線路也會在惡劣的環(huán)境下難以發(fā)揮實際效果，功能過早地損耗，線路也會很快老化。再加上雷電頻發(fā)，因此就更容易發(fā)生故障。

1.3保護以及維修裝置不全

10k V配電線路的防雷現(xiàn)狀雖然經(jīng)多次整改仍不見實際效果的另一個主要原因就是后期的保護措施做得不好，相應(yīng)的維修裝置也沒能持續(xù)跟進，導(dǎo)致線路的使用期限普遍不長，甚至經(jīng)過較短的一段時間就得重新鋪設(shè)電路。這種思想是極其不正確的。如果線路鋪設(shè)之后，后期的保護和維修工作沒有做到位，一些漸漸出現(xiàn)的問題就難以得到及時解決，這就極容易導(dǎo)致雷電發(fā)生時出現(xiàn)電路事故。此外，由于后期缺乏必要的管護，導(dǎo)致所鋪設(shè)的配電線路使用壽命會大大縮減，而每隔一段時間就要對線路進行更換，這就大大增加了維修成本。

2雷擊斷線機理

雷擊斷線故障是由配電線路雷擊電壓過高引起的。雷擊過電壓有感應(yīng)雷過電壓和直擊雷過電壓兩種。感應(yīng)雷過電壓是指由于電磁感應(yīng)作用，當(dāng)雷電擊線路附近的大地時，導(dǎo)線上將產(chǎn)生過電壓；直擊雷過電壓是指當(dāng)雷電擊中某物體時，該物體身上產(chǎn)生的過電壓。感應(yīng)雷過電壓是10k V 配電線路雷擊斷線或線路故障的主導(dǎo)因素，其導(dǎo)致的故障占比約高達75%，而直擊雷過電壓引發(fā)的故障占比約為25%。

當(dāng)絕緣導(dǎo)線由于幅值足夠高的任意一種過電壓的作用而使得導(dǎo)線的絕緣子和絕緣層同時被擊穿時，連續(xù)的工頻續(xù)流電弧將被周邊的絕緣層阻隔而無法移動，使得弧根被集中在針孔處燃燒，短時間內(nèi)即可將導(dǎo)線燒斷。

當(dāng)裸導(dǎo)線由于任意一種過電壓的作用而使得絕緣子閃絡(luò)時，由于電磁力的作用，連續(xù)的工頻續(xù)流電弧將沿著導(dǎo)線迅速移動，方向為背離電源的方向，由于受到熱應(yīng)力的作用，弧腹向前運動的同時也將飄浮于上空；而電弧的弧根將沿著導(dǎo)線表面運動。由此可見，弧腹溫度略低，一般情況下該處導(dǎo)線并不會被燒

3 10 k V配電線路防雷措施

3.1加強線路絕緣

為了改善配電線路的耐雷性能，應(yīng)加強線路絕緣，如果絕緣水平提高，那么耐雷水平也會得以提高?？刹扇∫韵路椒ǎ涸龃箝W絡(luò)路徑以阻止電弧的形成，降低線路的閃絡(luò)率；加強局部絕緣，采用支柱型絕緣橫擔(dān)或更換線路絕緣子，如將配電線路中使用到的瓷絕緣子替換成瓷橫擔(dān)，定期檢查線路上的絕緣子，如果問題及時補救，從而降低雷擊跳閘率；對易擊段增加絕緣子片數(shù)，提高線路的雷電沖擊閃絡(luò)電壓，增強線路絕緣，提高線路的絕緣水平；相關(guān)數(shù)據(jù)表明：每增加一片絕緣子，則可以使沖擊閃絡(luò)電壓提高近一倍，由此來防止絕緣導(dǎo)線出現(xiàn)斷線現(xiàn)象。

3.2安裝避雷裝置

避雷器是一種限制雷電過電壓的保護配電設(shè)備的最常見的避雷裝置，避雷器在雷云放電的時候會泄放雷電荷，并且能自行截斷工頻續(xù)流，在短期內(nèi)恢復(fù)絕緣性能，當(dāng)輸電線路遭受到雷擊時就不會跳閘停電，保證電力系統(tǒng)繼續(xù)正常工作，因此使用避雷器可以有效地保護輸電線路。常見的種類有閥型避雷器、管型避雷器和氧化鋅避雷器，其中，耐老化且性能較好的是氧化鋅避雷器，它可以長期承受工頻電壓，不存在工頻續(xù)流，可限制雷電過電壓，尺寸小，通流量大，可較好地保護線路。在丘陵地帶可安裝避雷針，在帶有拉線的桿塔等絕緣薄弱點可安裝避雷器，從而加大對10k V 配電線路的防雷保護程度。

3.3采用合適的避雷器

在決定要在配電線路中安裝避雷器之后，還要決定使用哪種避雷器才能更好更有效地發(fā)揮有效避雷的實際效果。在選擇何種避雷器方面必須遵循適地適宜的原則，具體問題具體分析。在不同的配電線路架設(shè)地點，就需要采用不同的適宜當(dāng)?shù)貧夂驐l件的避雷器。例如，在相對較復(fù)雜的地方，避雷線的鋪設(shè)就需要花費比一般防雷措施更多的成本，而且由于其對于地理位置的寬敞度要求較高。如果空間較小，則避雷線的防雷效果也會大打折扣，甚至還有可能產(chǎn)生相反的效果。因此在避雷器的選擇上必須一切以時間地點條件為轉(zhuǎn)移。

3.4減低桿塔接地電阻

據(jù)科學(xué)研究表明，感應(yīng)雷的存在導(dǎo)致10k V配電線路在遭受雷擊候容易跳閘，因此就這個問題來看，可以通過減低桿塔接地電阻，降低接地電阻促進雷電流沖擊波高效泄放，以此避免雷電流沖擊波對配電設(shè)備的損壞和影響。降低接地電阻的方法很多，我們平常使用的主要是以下兩種：使用水平接地體，選用防腐接地裝置或?qū)υ拥匮b置進行防腐處理，從而達到延長接地網(wǎng)使用時間的目的；此外就是通過把高效膨潤土防腐劑添加到水平接地體周圍，也能夠?qū)崿F(xiàn)減低桿塔接地電阻的效果。

3.5保證絕緣配置的質(zhì)量

絕緣裝置質(zhì)量是決定保持配電線路防電性能否有效發(fā)揮的關(guān)鍵因素和重要條件。我們必須認識到保證絕緣配置質(zhì)量的重要性，這也是從源頭保證配電裝置防電性能的重要手段。因此我們必須對絕緣裝置的引進和安裝嚴格把關(guān)，加大絕緣裝置購進的資金流供應(yīng)，加大優(yōu)秀絕緣性能裝置的研發(fā)?？傊挥斜ＷC了絕緣裝置的絕緣性能，才能保證配電裝置其他性能的發(fā)揮。

3.6雷電定位系統(tǒng)

在雷擊故障中的應(yīng)用雷電定位系統(tǒng)對于目前電力系統(tǒng)運行質(zhì)量有著直接的影響，并且依靠該技術(shù)可以在短時間內(nèi)準(zhǔn)確地尋找出雷擊故障的相應(yīng)位置。同時，通過應(yīng)用雷電定位系統(tǒng)，還能降工作人員的工作量，提高雷擊故障的處理效率?，F(xiàn)階段，國內(nèi)的雷電定位系統(tǒng)在不斷地與完善，并且通過把雷電定位系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)進行有效的連接，能夠及時地把電網(wǎng)的桿塔信息錄入到相應(yīng)的Google地圖中去。這一過程中，如果設(shè)備發(fā)生了雷擊故障，那么就可以借助于雷電定位系統(tǒng)對故障進行準(zhǔn)確的定位，進而便于后續(xù)問題的處理與解決。

結(jié)束語

總而言之，雷擊問題是一個不可避免的自然問題，雖然這一現(xiàn)象不能阻止，但是可以通過相應(yīng)的工程措施來降低雷擊對線路的影響。現(xiàn)階段，在進行10kV配電線路的運行與維護工作時，要對可能存在的雷擊隱患進行分析，并采取針對性措施來提高線路的防雷擊效果，日常工作中要加強對10kV配電網(wǎng)的檢查與維護管理，進而有努提高10kV配電網(wǎng)運行的安全性。

參考文獻：

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[2]李智良.10k V配電線路跳閘原因分析及預(yù)防措施探討[J].電子世界，2016（22）.

（作者單位：國網(wǎng)安徽省電力有限公司宿州供電公司）498989E9-A3CF-4C72-94C8-30ACA8CCF301