10kV配網(wǎng)線路防雷技術措施探析

金琦康

（國網(wǎng)浙江永康市供電公司，浙江 金華321300）

0 引言

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和壯大，雷擊配網(wǎng)線路造成的安全事故不斷增加。近年來，雷擊配網(wǎng)線路引起的事故占我國所有電力事故的40%～70%，特別是在地形復雜、雷電活動頻繁的地區(qū)，這給國家?guī)砹撕艽蟮慕?jīng)濟損失。當前，如何提高配網(wǎng)線路的防雷水平，減少因雷擊引發(fā)的事故越來越受到人們的重視。

1 防雷技術措施對10kV配網(wǎng)線路的必要性

1.1 雷電的產(chǎn)生及其危害

只有了解雷電的意義、形成、特征及其危害，才能對10kV配網(wǎng)線路防雷技術措施進行具體分析。雷電是大自然中常見卻又復雜的現(xiàn)象，大氣中的飽和水蒸氣遇冷后，通過上升氣流的沖擊形成不同電荷的水滴，這些帶有負電離子的水滴伴隨著氣流組成雷云，而附帶大小不一電荷的雷云在空氣間相互撞擊后放射出的電流就是雷電［1］。雷電流在放電時，幅值達到幾十至幾百千安，溫度約為2萬 ℃，而放電時間卻僅有30～50μs。極短的時間內(nèi)產(chǎn)生的強大電流會使空氣加速膨脹，形成刺眼的耀光和巨大的聲響。雷云在放電的時候會產(chǎn)生感應電壓，容易擊穿金屬設備上的絕緣體，嚴重損壞各種電氣設備、建筑設施，威脅人們的財產(chǎn)安全，造成巨大的經(jīng)濟損失。

1.2 雷擊配網(wǎng)線路的原因

1.2.1 外界因素的影響

（1）由于出現(xiàn)部分10kV線路、桿塔以及開關等設備的接地線被盜的情況，線路得不到保護，被盜的接地線也沒有及時補接上，裸露的設備就容易遭到雷擊。

（2）線路桿塔、配變接地網(wǎng)以及開關的不規(guī)范安裝；接地網(wǎng)年久失修，遭到腐蝕；配網(wǎng)線路被周圍的施工破壞或挖斷等。

（3）避雷器的質(zhì)量差或者長期受到雷電的沖擊，容易失效。1.2.2 內(nèi)在因素的影響

（1）10kV線路上方一般都有很多線路交叉穿過，高電壓等級的線路容易引來雷電，當同樣位于多雷區(qū)時，防雷水平本來就低的10kV線路就難以抵御雷擊，雷電襲來時會先選擇擊向10kV線路。

（2）針式絕緣子在10kV線路中使用較為廣泛，能明顯抵御雷擊，但針式絕緣子被擊穿后不容易發(fā)現(xiàn)其故障點，會導致線路恢復供電時間延遲。

2 10kV配網(wǎng)目前應用的主要防雷技術措施

（1）在塔腳的位置敷設較長的接地網(wǎng)或打深井加降阻劑，把雷電引入大地，加大接觸面積，控制電阻率，當遭受雷擊時，桿塔的耐雷性能就會增強；

（2）在配變開關及電纜部分的高壓側裝上避雷器；

（3）合理抵御雷擊的方法有很多種：增加閃絡路徑、合理配置放電間隙、使用較高級別的絕緣體、加強線路檢查和保護、定期更換避雷器等。

3 10kV配網(wǎng)線路設備的防雷技術

3.1 配電變壓器的防雷技術

要保護好配電變壓器，需要在低壓側裝上低壓避雷器，盡量使變壓器的外殼、變壓器、高壓側的中性點都接地，也就是做到四點共一地。

3.2 柱上開關的防雷技術

為了保證電網(wǎng)的安全性和供電可靠性，一般會在10kV線路上安裝柱上開關。因此，需加強柱上開關的防雷技術措施，在柱上開關兩側分別設置避雷器，避免其遭受雷擊。

4 線路避雷器防雷的基本原理

一般線路在沒裝設避雷器前，雷電流會完全經(jīng)由桿塔或引下線接地裝置倒泄引入大地，但由于接地電阻的存在，塔頂?shù)碾娢粫诙虝r間內(nèi)迅速提高，特別是接地電阻高的桿塔。如果塔頂電位和導線感應電位之間的差值比絕緣子串臨界閃絡電壓的50%還要大的話，就會出現(xiàn)跳閘的現(xiàn)象；對于一些土壤電阻率較大的地區(qū)來說，接地電阻很難降低，常規(guī)的防雷技術實施難度大，因此在線路上裝設避雷器時，應將避雷器的特性跟絕緣子的特性結合起來，在線路遭受雷擊時，避雷器可以保護絕緣子串不發(fā)生閃絡。當塔頂?shù)碾娢槐缺芾灼鞯膶妷焊邥r，一部分雷電流仍然會通過桿塔、引下線接地裝置流入大地，剩下的都經(jīng)過避雷器流向了導線，因此導線和避雷線上都有電流。雷電流由于電磁感應的作用分別在導線及避雷線中產(chǎn)生耦合分量，導線上的耦合分量會迅速提高桿塔電位，有效控制了桿塔對導線的放電量［2］。避雷器利用了桿塔鉗電位的作用來抑制絕緣子串的閃絡，以達到防雷的效果。

5 線路避雷器選型問題及安裝注意事項

（1）對于線路避雷器的型號，可以根據(jù)位置和安裝條件靈活選用。無間隙氧化鋅避雷器放電穩(wěn)定，反應快，但通流的容量相對比較大，殘壓高，而且長期承受電壓，老化速度快，不便試驗；帶間隙的避雷器反應較滯后，放電不穩(wěn)定，正負極下的放電電壓值相差大，但一般不需要承受電壓，老化的速度相對會慢很多，因此試驗周期更長。

（2）安裝線路避雷器應注意：地處多雷區(qū)而且容易遭到雷擊的配網(wǎng)線路桿塔，最好把避雷器安裝在鐵塔上；注意保持避雷器的安全距離；避雷器必須單獨敷設接地線，以減小接地電阻的影響；線路避雷器不能采用原鐵塔的接地網(wǎng)，應另外敷設；安裝要牢固，排列要整齊，高低要一致；引下線接地與接地電阻應該符合規(guī)定；定期檢測避雷器的接地電阻，及時對不合格的接地網(wǎng)進行改造；及時更換有質(zhì)量問題的避雷器組件。

6 10kV配網(wǎng)加裝線路避雷器的優(yōu)點

由于線路避雷器本身具有鉗電位的作用，對接地電阻要求不高，實現(xiàn)山區(qū)防雷比較容易，所以加裝線路避雷器可以起到非常顯著的防雷效果。塔頂電位與桿塔接地裝置有著密不可分的關系，合理地設計接地裝置可以提高配網(wǎng)線路運行的有效性和可靠性。沖擊接地電阻值與絕緣子串受雷擊時的電壓成正比，想盡量降低閃絡發(fā)生的概率，必須最大程度地降低沖擊接地電阻值，因此該參數(shù)在配網(wǎng)線路的接地設計中非常重要。接地裝置的沖擊接地電阻在沖擊電流的作用下一般比工頻接地電阻要低，但土壤的性質(zhì)、沖擊電流的峰值和接地裝置不同，沖擊接地電阻值也不同。所以在接地裝置的實際設計中，仍然需要參考正常的工頻電阻值。降低接地電阻值可以有效減少反擊閃絡的發(fā)生，但對一些土壤電阻率過高的地區(qū)來說比較難做到，也會增加技術經(jīng)濟方面的支出，所以需要綜合考慮其他的防雷技術措施。

7 結語

10kV配網(wǎng)線路受自身以及外界因素的影響，極易遭受雷擊，不僅會破壞線路設備，還會妨礙供電系統(tǒng)的正常運行，給人們的生產(chǎn)和生活帶來諸多不便，嚴重影響經(jīng)濟的發(fā)展。因此，應當重視10kV配網(wǎng)線路的防雷工作，合理安裝避雷器，既可減低雷擊帶來的電荷，又能有效減少跳閘次數(shù)，減少因雷擊引發(fā)的事故。每一種防雷措施都有其針對性，因此在線路遭受雷擊跳閘時應找出其中的原因，再采取相應措施，才能真正在防雷保護上取得實效。

［1］張國慧.10kV配網(wǎng)線路防雷技術措施探討［J］.機電信息，2011（33）

［2］任錦國.淺談有線電視網(wǎng)絡防雷技術［J］.知識經(jīng)濟，2011（10）