10 kV配電線路防雷保護措施的研究

吳秀君

（廣東電網有限責任公司中山火炬供電分局，廣東 中山 528400）

1 10 kV配電線路防雷保護措施存在的不足

1.1 設計存在缺陷

現(xiàn)階段，導致10 kV配電線路頻頻遭到雷擊的原因之一體現(xiàn)在10 kV配電線路的安裝設計存在許多不合理的地方。許多配電電路的防雷設計僅僅根據(jù)一些基礎標準進行設計，忽略了10 kV配電線路所在地的地質、自然、氣象等條件因素[1]，導致10 kV配電線路的防雷質量存在不足，從而導致雷擊事故頻發(fā)。

1.2 10 kV配電線路的防雷設備不夠完善

一般情況下，相關單位為了降低成本，往往側重于使用公用式避雷裝置。雖然這在一定程度上能夠預防雷擊事故的發(fā)生，但整體防雷效果受到了一定影響。絕大部分電力部門在對10 kV配電線路的高位線路進行鋪設的過程中，預先落實好了安裝數(shù)量，而避雷器的實際數(shù)量無法滿足線路實際面積的需求，導致10 kV配電線路的防雷質量不理想，最終留下嚴重的安全隱患。

1.3 線路方面的問題

隨著電力技術的不斷發(fā)展，目前有大量證據(jù)顯示，導致10 kV配電線路頻頻遭遇雷擊事故的因素之一是線路自身存在問題，包括線路架空、接地電阻等方面，增加了10 kV配電線路被雷電擊中的可能性。

1.4 運維管理工作存在不足

在完成10 kV配電線路或者防雷設備的安裝工作后，還需要對其進行定期維護與檢查工作。但是，目前相關單位在針對10 kV配電線路以及防雷設施進行運維管理的過程中，還存在著諸多問題。這主要是由于目前絕大部分電力企業(yè)對配電線路運維管理僅僅只是依賴人工管理的方式，部分設置在偏遠地區(qū)的10 kV配電線路缺乏專業(yè)運維團隊的管理與維保工作。10 kV配電線路在運行過程中一旦存在故障隱患，如不及時處理，將影響線路的防雷質量，增加雷擊的風險。

2 提升10 kV配電線路防雷保護水平的措施

2.1 提升10 kV配電線路的絕緣水平

目前，增強10 kV配電線路的絕緣水平是降低線路雷擊率的重要舉措之一。針對部分偏遠地區(qū)的10 kV配電線路，其供電半徑比發(fā)達城市地區(qū)相對要大，同時絕緣水平低。相關單位在最初安裝線路的過程中，常常會為了減少成本支出，采用同桿塔多回路架設技術，同時減少線路的走廊。在這種情況下，同桿塔多回路中線路與線路之間會存在電氣距離偏小的狀況。當回路遭遇雷擊事故發(fā)生絕緣子對地擊穿的不良問題時，會產生較大的工頻續(xù)流，而接地電弧的持續(xù)性將會導致空氣中產生嚴重的光游離和熱游離問題。同桿塔架設的回路之間的距離相對來說較近，其余的回路常常會由于電弧游離的不良影響導致嚴重的接地事故。事態(tài)較嚴重時，將導致多條回路同時發(fā)生跳閘，嚴重影響10 kV配電線路的運行可靠性。針對這種情況，相關技術人員可進一步提升10 kV配電線路的絕緣性能，如適當增加線路中絕緣子片的數(shù)量，用絕緣導線取代裸導線，導線和絕緣子中適當增加絕緣皮，并重新更換絕緣子的型號，采用瓷橫擔代替針式絕緣子等措施。

此外，相關部門在建設10 kV配電線路工程的過程中，要從施工設計的角度考量10 kV配電線路防雷保護設計因素，考慮10 kV配電線路所在地的氣候因素，盡可能理清線路的走廊，并高度警惕桿塔檔距存在過大的問題。在對10 kV配電線路桿塔進行施工的過程中，要求施工人員必須嚴格按照施工規(guī)范進行各項施工操作。工程驗收過程中，要重點檢驗10 kV配電線路的防雷質量是否滿足需求。針對線路桿塔的問題，相關技術人員需要在雷雨季節(jié)到來前對其進行接地電阻測量工作。為了能夠進一步優(yōu)化接地電阻值的問題，可通過適當增加接地的實際面積、增加合理數(shù)量的接地扁鐵、對接地槽進行換土操作、敷設降阻劑等手段，提升10 kV配電線路的防雷效果。

2.2 架空絕緣導線雷擊斷線防護對策

針對架空絕緣線路受到雷擊時所引起的斷線問題，目前可通過兩種措施進行處理。

2.2.1 提升10 kV配電線路的局部絕緣質量

在絕緣導線的固定范圍的絕緣層實施加厚操作，這種操作被稱之為架空絕緣導線。

2.2.2 安裝避雷器

安裝避雷器能夠實現(xiàn)對架空絕緣線路的高級別保護。一般情況下，避雷器出現(xiàn)老化的原因是長期以來工頻電壓的不良影響，同時間接受到雷電引起的過電壓和工頻續(xù)流的影響。避雷器發(fā)生老化后，會引起相關故障，最終影響配電線路的供電可靠性。針對這種情況，要選擇具有針對性的金屬氧化物避雷器進行安裝。要把避雷器安裝于柱上開關、配電變壓器等不同類型的電力設備中。實踐表明，在絕緣子的兩邊位置實現(xiàn)并聯(lián)放電間歇，能夠有效預防絕緣導線的絕緣層遭到雷電擊穿的可能性，從根源上避免了絕緣導線被雷電擊中而導致的斷線情況。

2.3 降低接地電阻

目前，10 kV配電線路絕大部分雷擊跳閘問題往往是感應雷所導致的，因此合理降低接地電阻能夠切實有效地泄放雷電流沖擊波，從而預防雷電的沖擊波對配電線路中相關的電力設備造成損壞。此外，適當降低接地電阻能夠在一定程度上降低雷擊對桿塔的電位，避免因為雷電波經地面的反擊過程波及到配電線路的運行安全。現(xiàn)階段，合理降低接地電阻的手段包括：（1）水平接地體，即通過進一步對接地裝置實施防腐處理，盡可能延長接地網的實際使用壽命；（2）采用降阻劑，大量實踐研究表明，把膨潤土降阻防腐劑鋪設在水平接地體的周邊位置，能夠有效降低桿塔的接地電阻。

2.4 提升10 kV配電設備的防雷質量

變壓器的防雷保護工作可通過將低壓避雷器安裝在低壓位置，實現(xiàn)和高壓側避雷器、低壓側中性點、變壓器外殼等設施的接地工作。一般的接地電阻值大小為容量100 kVA范圍，而接地電阻值要嚴格控制在4 Ω范圍內[2]。針對柱上開關的防雷保護工作，可通過在開關、刀等兩側實現(xiàn)避雷器的安裝，從而提高防雷質量。針對電纜分支箱的防雷保護工作，可通過抑制感應雷過電壓來避免被雷電擊中的風險。目前，這種防雷措施比較適用于10 kV電纜化的環(huán)網供電系統(tǒng)。常見的處理方法是采用避雷器，還要注意嚴格選擇避雷器保護點的工作范圍。第一，在環(huán)網回路的所有單元中都必須嚴格安裝避雷器，因為該位置的避雷器數(shù)量較多，受局限性影響，不僅不利于造價控制，也在一定程度上影響系統(tǒng)的運行可靠性。第二，趨于選擇性地在環(huán)網單元中安裝避雷器。這一環(huán)節(jié)必須嚴格執(zhí)行規(guī)范要求，并根據(jù)電網的實際情況選擇合理的避雷器安裝措施。一旦在環(huán)網回路中存在一段架空線路，此時要將避雷器安裝在架空線路兩側位置的環(huán)網單元中。無間隙金屬氧化物避雷器的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在免維護，且具有防爆脫離的性能，是目前技術指征較理想的避雷器。

2.5 加強對10 kV配電線路的運維管理

電力企業(yè)應當加強對這一環(huán)節(jié)工作的管理，要求線路運維技術人員加強對相關線路的監(jiān)管，密切觀察10 kV配電線路在運行過程中的狀態(tài)是否存在故障隱患，并嚴格根據(jù)用戶的用電需求對相關線路的分布情況實施合理的調整工作，預防相關線路存在超負荷運行的不良現(xiàn)象。要高度重視配電線路相關電力設備的運維力度。該部分工作可交由專人負責，嚴格執(zhí)行定期檢查與維護機制，尤其是要對開關、電纜、避雷器等重要設備進行嚴格檢測，一旦發(fā)現(xiàn)潛在隱患，要及時對其進行修復[3]。針對部分已經老化的設備，要上報相關部門并及時更換，避免故障風險進一步擴大。此外，電力企業(yè)應當加強相關運維人員的培訓力度，通過定期組織培訓教育課程的方式，要求運維班組積極參與其中，增強個人綜合素質與應對突發(fā)故障問題的反應能力。

3 結 論

為了滿足發(fā)展的需求，越來越多的電力工程投入到緊張的建設中，而10 kV配電線路作為整個電力系統(tǒng)中的關鍵組成，其運行可靠性引起了社會的高度關注。要求電力企業(yè)不斷加強管理質量，根據(jù)10 kV配電線路的實際運行情況，加大巡檢力度，從技術層面不斷提升10 kV配電線路運行過程中的防雷水平，以保障社會的穩(wěn)定運作。