10kV配電線路防雷措施研究與應(yīng)用

紫泉電力設(shè)計咨詢有限公司

摘要：通過相關(guān)統(tǒng)計分析，我國由雷擊引起的10kV配電線路跳閘事故占跳閘總數(shù)的百分之七十以上。而10kV配電線路是連接變電站與用戶的重要線路，一旦遭遇雷擊，很容易造成設(shè)備損壞而停電。由此可見，為了提高我國10kV配電線路運行的穩(wěn)定性和可靠性，就必須研究并應(yīng)用10kV配電線路防雷措施。

關(guān)鍵詞：10kV配電線路；防雷措施；影響因素

社會與經(jīng)濟的發(fā)展都離不了穩(wěn)定的電力供應(yīng)，電力供應(yīng)系統(tǒng)中10kV配電線路發(fā)揮著連接變電站和用戶的重要作用。然而10kV配電線路絕緣水平較低、線路結(jié)構(gòu)較為復雜，很容易受到雷擊的影響。雷擊會造成10kV配電線路的設(shè)備損壞，造成經(jīng)濟損失甚至人身傷害。因此，本人結(jié)合工作經(jīng)驗分析了影響10kV配電線路的防雷水平的因素，并在此基礎(chǔ)上提出了10kV配電線路的防雷措施，希望能夠提高10kV配電線路的抗雷擊水平，提高供電的穩(wěn)定性。

1.影響10kV配電線路防雷水平的因素

1.110kV配電線路中絕緣水平對防雷水平的影響

以絕緣子為主要設(shè)備的10kV配電線路絕緣水平會對線路的防雷水平產(chǎn)生很大的影響。很多配電線路事故中都出現(xiàn)了絕緣子爆炸和閃絡(luò)的現(xiàn)象。究其原因，這與絕緣子的日常維護水平有很大的關(guān)系。由于相關(guān)部門沒有對10kV配電線路的絕緣子進行定期的檢測，絕緣子很容易出現(xiàn)老化現(xiàn)象。還有一些絕緣子本身就存在質(zhì)量問題，卻沒有被檢測出來并及時更換。由于10kV配電線路較長，一旦線路中的絕緣子出現(xiàn)老化和質(zhì)量問題，則一旦線路遭遇雷擊過電壓則極有可能出現(xiàn)跳閘停電。

1.210kV配電線路中的感應(yīng)雷過電壓對防雷水平的影響

所謂的感應(yīng)雷過電壓，就是在雷云對地面放電、雷云之間放電的過程中，由于雷電電流而出現(xiàn)了一個強大的電磁場，電磁場會對線路產(chǎn)生感應(yīng)而出現(xiàn)過電壓和過電流，過電壓和過電流由線路而進入設(shè)備中，對設(shè)備造成損害，這種現(xiàn)象就是感應(yīng)雷過電壓[1]。10kV配電線路在遭受直擊雷過電壓的情況下則必然會出現(xiàn)跳閘，但總體來說線路遭受雷電直擊的概率并不高，絕大多數(shù)的雷擊事故其實都來自于感應(yīng)雷過電壓?？梢哉f在雷擊事故中，感應(yīng)雷過電壓才是造成線路故障和跳閘的主要原因。

感應(yīng)雷過電壓的電壓非常高，如果10kV配電線路的絕緣水平較低，則難以抵受感應(yīng)雷過電壓的影響。假設(shè)某一配電網(wǎng)架空線路的導線高度為10米，線路與雷擊點的距離為50米，則在雷電流為100kA的情況下，感應(yīng)過電壓就能夠達到500kV左右。這對于10kV配電線路來說是一個巨大的損害，極易產(chǎn)生閃絡(luò)、斷線和絕緣擊穿的現(xiàn)象。

1.310kV配電線路中的防雷保護安裝對防雷水平的影響

防雷保護安裝主要包括配電網(wǎng)變壓器防雷保護、柱上開關(guān)防雷保護和電纜分支箱和開關(guān)柜防雷保護[2]。

①配電網(wǎng)變壓器防雷保護。配電變壓器的防雷主要采取在高壓側(cè)安裝避雷器的方法，事實上對低壓側(cè)的防雷保護也是必不可少的。低壓側(cè)的防雷措施可以在線路出線的前端安裝避雷器，也可以在總?cè)蹟嗥骰虻蛪嚎倲嗦菲髑岸税惭b避雷器。由于電流型保護器的零線不能夠重復接地，否則就不能夠發(fā)揮防雷保護的作用，因此要在變壓器零線出現(xiàn)的首端安裝低壓避雷器的接地線。

②柱上開關(guān)防雷保護。主要是安裝在刀閘和柱上開關(guān)的避雷保護，在10kV配電網(wǎng)中能夠起到良好的防雷效果，但是當前很多刀閘和柱上開關(guān)都沒有安裝相應(yīng)的避雷器對其進行保護。

③電纜分支箱和開關(guān)柜防雷保護。可以在每個單元上都進行避雷器的安裝，也可以選擇重要的保護點進行安裝。

2.10kV配電線路的防雷措施研究與應(yīng)用

2.1將10kV配電線路的絕緣水平提高

絕緣子是提高10kV配電線路絕緣水平的重要設(shè)備，10kV配電線路很容易受到幅值較大變化的影響[3]。提高10kV配電線路絕緣水平的方法有很多，如果配電線路與雷云活動之間有較遠的距離，則可以將原有的絕緣子進行更換，使用U50%放電電壓的絕緣子，則10kV配電線路的絕緣水平得以提高。在同一電線桿架設(shè)的回路之間有著較小的距離，一旦被擊穿會產(chǎn)生巨大的后工頻續(xù)流，則回路之間會出現(xiàn)接地現(xiàn)象，影響供電可靠性，對此將絕緣皮放置于絕緣子和導線之間，并以絕緣導線代替裸線，則可以避免這種現(xiàn)象。

2.2投運自動重合閘的選用

電纜線路的故障難以恢復，且影響范圍很大，對于投運自動重合閘的選用要根據(jù)線路的實際需要而定。適合投運自動重合閘的是純架空線路，可以對其供電安全性進行提高。不適合投運自動重合閘的有純電纜線路、電纜與架空絕緣導線混合線路（電纜長度占線路總長度40%或以上）、架空裸線與電纜混合線路（電纜長度占線路總長度50%或以上）。

2.3避雷器的選用和安裝

避雷器能夠提高10kV配電線路的防雷水平，減少跳閘事故的發(fā)生。然而工頻電壓會對無間隙避雷器產(chǎn)生長期的影響，避雷器還要承受工頻續(xù)流和雷電過電壓的影響，往往出現(xiàn)老化甚至故障。避雷器的老化和故障會嚴重降低10kV配電線路的防雷水平，因此在避雷器的選用上以氧化鋅避雷器為宜，因此其具備免維修功能。

避雷器主要安裝于易遭受雷擊的線路段以及相應(yīng)配電設(shè)備，在安裝時要注意在雷擊事故的多發(fā)線路段、配電線路的分支處桿塔上必須安裝避雷器。此外相應(yīng)的配電設(shè)備例如柱上開關(guān)、刀閘、配電變壓器上也要安裝。架空絕緣線路與電纜線路轉(zhuǎn)換處、T接線路處等也要安裝專門避雷器。

2.4并聯(lián)間隙絕緣子的采用

電弧和絕緣子的表面在雷擊閃絡(luò)時最好不要有直接接觸，然而操作過電壓如果超過了保護間隙的承受范圍則很容易造成事故。使用并聯(lián)間隙絕緣子，可以在放電時使并聯(lián)間隙先放電，對放電電弧根部進行捕捉，將雷電導入地面，線路和絕緣子串都不會受到損壞。并聯(lián)間隙絕緣子的觀測可以直接使用肉眼觀測，對保護間隙的維護也比較便利。

2.5將10kV配電設(shè)備的接地電阻降低

接地電阻要根據(jù)配電變壓器的容量而定，容量小于100kVA則電阻小于10Ω，容量大于100kVA則電阻小于4Ω[4]。在柱上開關(guān)和刀閘安裝避雷器的情況下或者在線路桿的易擊段，一般接地電阻不能超過4Ω。要降低接地電阻首先要建立在現(xiàn)場勘探和測量的基礎(chǔ)上，并經(jīng)過嚴格計算制定合適的措施。常見的降阻措施有兩種，一種是水平接地體，但是該方式年限不長其易受腐蝕；另一種是施加降阻劑，降阻劑一般使用高效膨潤土，施加于水平接地體的周圍。

2.6過電壓保護器的使用

在架空線路中安裝過電壓保護器能夠有效的彌補其他防雷措施的不足，提高10kV配電線路的防雷水平。過電壓保護器能夠避免工頻續(xù)流高溫而導致的架空導線熔斷甚至跳閘的現(xiàn)象，這主要是由于在過零之前的較長一段時間內(nèi)，尖頂波電流的幅值較小，不會對架空導線帶來損害。當前過電壓保護器的技術(shù)已經(jīng)基本成熟，可以投入使用。

3.結(jié)語

雷擊問題造成的10kV配電線路的跳閘事件時有發(fā)生，給電力企業(yè)帶來巨大的損失，也影響了供電的穩(wěn)定性。然而雷擊事故并非不能避免，只要對相關(guān)的影響因素進行分析，并在此基礎(chǔ)上采取有效的措施提高10kV配電線路的防雷水平，則可以對雷擊事故及其損失進行有效的防范。

參考文獻：

[1] 彭榮.探討10kV配電線路中的防雷措施[J].沿海企業(yè)與科技.2013（04）

[2] 陳永輝.小議提高10kV配電線路防雷保護的措施[J].現(xiàn)代經(jīng)濟信息.2012（16）

[3] 吳小青.10kV架空絕緣導線防雷措施[J].科技創(chuàng)新導報.2011（19）

[4] 陳佳.10kV配電線路維護及防雷措施研究[J].技術(shù)與市場.2011（02）