探討10kV架空配電線路雷擊故障特性及防雷策略

王楚雄

摘 要：10kV架空配電線路是我國電網(wǎng)的重要組成部分，屬于中高壓電線，長期暴露于自然環(huán)境下，在雷雨天氣時極易遭受雷擊危害，進而發(fā)生故障，嚴(yán)重影響配電網(wǎng)運行的安全性、穩(wěn)定性。因此，本文就10kV架空配電線路防雷的重要性，雷擊故障特性以及防雷策略方面進行了分析與探討。

關(guān)鍵詞：10kV架空配電線路；雷擊故障特性；防雷策略

中圖分類號：TM726 文獻標(biāo)識碼：A

當(dāng)前，雷擊故障是我國電網(wǎng)中常見的問題之一，特別是在10kV架空配電線路中雷擊故障問題更為突顯，不僅嚴(yán)重影響了配電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行，還極易引發(fā)安全事故，進而給人們的生命財產(chǎn)安全造成巨大的損失。

一、10kV架空配電線路進行防雷重要性

10kV架空配電線路，長期暴露于自然環(huán)境下，在雷雨天氣狀況下極易遭受雷擊危害而發(fā)生故障。而10kV架空配電線路屬于中高壓電線，主要使用于交通不便的農(nóng)村地區(qū)，這就給10kV架空配電線路的檢修與維護工作帶來了極大的不便。10kV架空配電線路所處地區(qū)越空曠、海拔越高，受到雷擊的概率就越大。若是沒有及時對受到雷擊的10kV架空配電線路進行處理，就極易引發(fā)電力安全事故，情況嚴(yán)重就會嚴(yán)重威脅到人們的生命財產(chǎn)安全。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計表明，10kV架空配電線路故障中，雷擊原因占據(jù)極大的比例。10kV架空配電線路雷擊故障主要表現(xiàn)為跳閘故障，一旦出現(xiàn)跳閘故障就會對10kV架空配電線路的正常運行產(chǎn)生嚴(yán)重影響。所以，做好10kV架空配電線路防雷工作非常有必要，能夠保證10kV架空配電線路免受雷擊危害，最大程度地降低線路故障發(fā)生概率。

二、10kV架空配電線路雷擊故障特性

一是當(dāng)10kV架空配電線路受到雷擊后，會存在明顯的雷擊點。在高海拔、空曠地區(qū)，10kV架空配電線路周邊很少存在建筑物，這就增大了配電線路受到雷擊的概率，進而導(dǎo)致配電線路頻頻出現(xiàn)雷擊跳閘故障。另外，與配電線路雷擊點有關(guān)的因素較多，包括配電線路分布、雷電活動分布、地形地貌等因素。

二是配電線路發(fā)生雷擊跳閘故障從時間上來看，具有一定規(guī)律性。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，配電線路發(fā)生雷擊跳閘故障主要集中在每年的夏季和秋季，特別是雷雨季節(jié)，配電線路發(fā)生雷擊跳閘故障的次數(shù)急劇上升，每年的7至9月屬于配電線路發(fā)生雷擊跳閘故障的高峰期。例如在我國的多雷地區(qū)，該地區(qū)受到雷擊的危害程度以及發(fā)生配電線路雷擊故障的次數(shù)要遠(yuǎn)高于其他地區(qū)。該地區(qū)的配電線路雷擊故障具有規(guī)律性、季節(jié)性、瞬時性、集中性的特點。所以，處于多雷地區(qū)的電力企業(yè)，在遇到雷暴天氣時，必須及時對線路進行檢修和搶修，確保供電的正常、安全。

三是地閃密度能夠有效判斷地區(qū)雷電活動強烈程度，地閃分布與10kV架空配電線路的雷擊故障點之間存在密切關(guān)聯(lián)。每年的夏、秋兩季屬于多雷季節(jié)，在雷雨天氣會頻繁出現(xiàn)雷電地閃活動，配電線路受雷擊危害而發(fā)生跳閘故障的概率非常高。雷擊閃絡(luò)很少會重復(fù)，一旦出現(xiàn)雷擊閃絡(luò)就會導(dǎo)致導(dǎo)線掛線、避雷線懸掛點等被燒毀。當(dāng)接地引下線接地電阻值較大時，在雷擊閃絡(luò)后會出現(xiàn)明顯燒毀的痕跡。在雨季和潮濕環(huán)境下，配電線路的防雷設(shè)備老化速度會加快，防雷性能會下降，所以，應(yīng)在雨季來臨前加大配電線路防雷設(shè)備的檢查力度，對于老舊化的防雷設(shè)備應(yīng)及時更換。

三、10kV架空配電線路的防雷策略

1.安裝避雷器

10kV架空配電線路中最常見的防雷策略之一就是安裝避雷器。避雷器種類較多，10kV架空配電線路中主要使用無間隙避雷器和帶串聯(lián)間隙避雷器兩種。通過在10kV架空配電線路中安裝避雷器，這樣當(dāng)配電線路受到雷擊后，避雷器能夠?qū)⒗讚綦娏鬟M行分流，泄放雷電荷，并且能夠快速恢復(fù)絕緣性能，避免了絕緣子閃絡(luò)，進而保護配電線路免受雷擊危害，不會發(fā)生跳閘故障。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，避雷器也在不斷升級革新，新型的避雷器性能更加優(yōu)良，在10kV架空配電線路中積極使用新型避雷器，能夠進一步提高對配電線路的保護性能。

2.設(shè)置避雷線

設(shè)置避雷線也是一種最為常見的配電線路防雷策略，主要作用就是保護配電線路免受雷電直擊。通過設(shè)置避雷線能夠?qū)?dǎo)線起到耦合作用和屏蔽作用，從而減小絕緣子和導(dǎo)線中的過電壓。避雷線具有不需要進行維護的特點，但缺點是投資成本高，對于雷電直擊保護效果好，對雷電繞擊保護效果差。因此，在10kV架空配電線路中，通常不會整條線路都設(shè)置避雷線，一般只會設(shè)置在距離變電站近的線段。

3.架設(shè)耦合地線

在電阻較高的地區(qū)，如果頻繁發(fā)生雷擊故障，且接地電阻很難降低，針對這種情況，應(yīng)采取架設(shè)耦合地線的防雷策略。通過在導(dǎo)線下方合適位置架設(shè)一條耦合地線，能夠在一定程度上分流雷擊電流，有效增強導(dǎo)線與地線間耦合系數(shù)，進而使得配電線路抗雷擊性能得以提高，使得雷擊跳閘故障發(fā)生概率被降低。

4.裝設(shè)自動重合閘

配電線路的絕緣一般在雷擊后都會在短時間內(nèi)恢復(fù)，在發(fā)生時會產(chǎn)生沖擊閃絡(luò)和工頻電弧，當(dāng)線路發(fā)生跳閘后，就會快速去電離，避免了配電線路絕緣受到永久性損壞。所以，在10kV架空配電線路中裝設(shè)自動重合閘裝置，能夠取得較好的防雷效果，使得配電線路雷擊故障概率大大降低。

5.加強線路元件絕緣強度

雷擊針式絕緣子故障是10kV架空配電線路中最常見的雷擊故障中的一種，發(fā)生這種雷擊故障的主要原因有：10kV架空配電線路地處多雷地區(qū)；當(dāng)時正值雷雨、雷暴天氣；針式絕緣子元件質(zhì)量較差，絕緣強度不達(dá)標(biāo)。所以，加強配電線路元件絕緣強度非常有必要，電力企業(yè)應(yīng)及時更換元件質(zhì)量差、絕緣強度低的配電線路元件，例如將傳統(tǒng)的并溝線夾更換為安普線夾，以此提高10kV架空配電線路的防雷性能。

6.采用消弧線圈接地方式

若是10kV架空配電線路地處多雷地區(qū)，接地電阻大且難以降低，則應(yīng)采用消弧線圈接地方式。該接地方式能夠?qū)⒗讚舢a(chǎn)生的相對地沖擊閃絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的工頻電弧，從而有效消除大部分單相雷擊閃絡(luò)接地故障，減少跳閘次數(shù)。

7.防雷過電壓保護器

防雷過電壓保護器的工作原理是并聯(lián)導(dǎo)線和10kV架空配電線路絕緣子，利用導(dǎo)線引流球之間的串聯(lián)間隙獲取很好的避雷效果。在10kV架空配電線路中使用防雷過電壓保護器具有諸多優(yōu)點，使用性強、經(jīng)濟性好。另外，應(yīng)注意選用的防雷過電壓保護器與10kV架空配電線路的匹配性，做好其安裝工作，避免安裝失誤。

8.加強10kV架空配電線路防雷設(shè)備設(shè)施維護管理

供電企業(yè)不應(yīng)忽視已經(jīng)在配電線路中建設(shè)好的防雷設(shè)備設(shè)施的維護管理工作，加強這類防雷設(shè)備設(shè)施的維護管理，確保其正常運行，這也是保護配電線路免受雷擊危害的有效方法。供電企業(yè)在對這類防雷設(shè)備設(shè)施進行維護管理時，必須嚴(yán)格遵守相關(guān)法律法規(guī)開展工作，以便充分、清晰地了解防雷設(shè)備設(shè)施運行狀況，做到及時發(fā)現(xiàn)防雷設(shè)備設(shè)施中存在的問題，及時處理解決，確保防雷設(shè)備設(shè)施的正常運行，充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

結(jié)語

綜上所述，10kV架空配電線路在日常運行中難免會受到雷擊危害，進而發(fā)生雷擊故障，對10kV架空配電線路的正常運行造成嚴(yán)重影響，因此，電力企業(yè)必須認(rèn)真分析10kV架空配電線路雷擊故障的特性，進而制定科學(xué)合理的防雷策略，保護10kV架空配電線路免受雷擊損害，保證配電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行。

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