10kV架空線路加裝避雷線的方式

康善斌，康剛，楊志，曾穗明，潘岐澤

（1.清遠(yuǎn)電力規(guī)劃設(shè)計院有限公司；2.廣東電網(wǎng)清遠(yuǎn)供電局，廣東 清遠(yuǎn) 511500）

1 架空線路發(fā)生雷擊的原因

（1）線路密度太高。因架空線路本身的密度相對較大，這種高密度線路的分布下，使得架空線路非常容易遭受雷擊。例如：某地區(qū)實際土地面積只有2465km2，但為了保證電力供應(yīng)，配置了400多條架空線路，這就意味著其密度達(dá)到了每公里土地就出現(xiàn)1km的線路，從而導(dǎo)致雷擊的概率迅速增加。

（2）雷擊活動較為頻繁。因某季節(jié)或者某個地區(qū)雷擊活動非常的頻繁，或者雷雨天氣較多或者處于雷雨季節(jié)的情況下，使得雷擊活動的頻率增加，從而使得架空線路經(jīng)常性遭受雷擊。通常情況下，平均每年雷暴天氣在15日以內(nèi)的地區(qū)，稱之為少雷區(qū)，若雷暴天氣達(dá)到了40日以上，那么就可稱之為重雷區(qū)。南方地區(qū)，尤其是在遭遇雨季時，其雷雨天氣都非常多，雷暴平均會達(dá)到130日，故其架空線路經(jīng)常性會出現(xiàn)雷擊天氣。

（3）線路架設(shè)部位。在架空線路遭受雷擊的原因中，線路架設(shè)的位置不合理也是其中主要原因之一。伴隨著城市的發(fā)展，城鎮(zhèn)化建設(shè)的推進(jìn)，城市的土地利用率也因此越來越高，同時經(jīng)濟(jì)價值也在增長，這就使得城市在對線路進(jìn)行架設(shè)的過程中，為了不占用寶貴的城市土地資源，通常會選取空曠的山坡或者野外等區(qū)域，這些地區(qū)本身就非常容易導(dǎo)致線路遭遇雷擊的概率升高，加之，不少線路在架設(shè)期間并未對其地質(zhì)條件等作出勘探，使一部分線路被架設(shè)在有色金屬豐富的區(qū)域，從而進(jìn)一步增加了雷擊事故。

（4）線路的接地電阻值過大。在對10kV架空線路進(jìn)行架設(shè)期間，若未根據(jù)線路的實際情況來進(jìn)行電阻值的計算，導(dǎo)致電阻值過大，就非常容易致使線路在遭遇到雷擊天氣時，雷電流無法被及時導(dǎo)入到大地。若雷擊電流幅值的極值與雷電波陡度之間本身向配合，還可能引發(fā)反擊現(xiàn)象，使得絕緣子被擊穿。

（5）線路的接地電阻值過小。在架設(shè)線路中，過大可能會引起無法引流，但若過小可能會導(dǎo)致無法耐受雷擊現(xiàn)象。在線路架設(shè)過程中，為了確保線路不會遭受到污染，線路普遍會采用各種合成絕緣子，這種絕緣子本身耐受雷擊的水平就非常低，故極易發(fā)生雷擊事故。

2 10kV架空線路的防雷水平

在已經(jīng)建成的10kV架空線路運行期間，當(dāng)其遭遇到雷擊時，配電線路會隨之產(chǎn)生一個較大的電壓，我們通常將其稱之為直擊雷過電壓。這種電壓的程度、類型各不相同，其對10kV架空線路所帶來的影響也各不相同，從而致使10kV架空線路的運行穩(wěn)定性與安全性遭受到較大的影響。此外，10kV架空線路還非常容易遭遇感應(yīng)雷過電壓，這是一種間接作用的直擊雷，簡單來說，就是10kV架空線路運行期間，因受到周圍磁場的影響，雷電也在隨之不斷的改變，從而使得線路因此出現(xiàn)感應(yīng)過電壓。在雷電進(jìn)行放電的過程中，一旦先導(dǎo)的放電線路處在一個雷云電廠和先導(dǎo)通道中，就非常容易引發(fā)靜電感應(yīng)，從而使得雷云以及導(dǎo)線兩端均出現(xiàn)正負(fù)電荷的改變，使得先導(dǎo)通道一段導(dǎo)線向其迅速靠近，形成束縛電荷，并因此引發(fā)自身束縛電荷。若已經(jīng)建成的10kV架空線路，其本身的防雷水平較低，那么就非常容易在雷電天氣遭遇雷擊事故，發(fā)生斷線故障，導(dǎo)致其無法正常運行。

3 避雷線的原理、作用、加裝方式及注意事項

（1）避雷線的原理。雷電實際上是一種自然現(xiàn)象，這是無法徹底避免的。而避雷線之所以能夠?qū)崿F(xiàn)防雷，這是由于其主要發(fā)揮引雷的作用。避雷線是一種較為通俗的稱呼，它的工作原理實際上與避雷針是相同的，在已經(jīng)架設(shè)的線路上配置金屬導(dǎo)線，并將其與大地連接，即可就雷電引入到大地中，為此，我們又將其稱之為架空地線。10kV架空線路在運行期間，遭遇到雷電的襲擊之后，線路會迅速出現(xiàn)比其本身電壓較高過電壓，但若配置了避雷線，那么雷擊通常情況下打擊在避雷線上，而避雷線能夠經(jīng)由預(yù)先埋設(shè)的地下接地裝置以及電桿上裝置的金屬部分，幫助雷擊電壓實現(xiàn)迅速的引流，將其導(dǎo)入到大地，保證線路安全。

（2）避雷線的作用。避雷線通常情況下架設(shè)在桿塔的頂部位置，根據(jù)需要可配置一根或者二根，主要用于預(yù)防雷擊。在該架空線路運行期間，若遭遇到了雷擊天氣時，雷電往往會打擊在其桿塔或者導(dǎo)線上，若雷擊直接作用于導(dǎo)線，這就會致使導(dǎo)線迅速產(chǎn)生一個超出其額定電壓的過電壓，該電壓有時甚至可能會迅速升高到幾百萬伏，此時，超出其荷載范圍的電壓在經(jīng)過絕緣子串時，會導(dǎo)致絕緣子發(fā)生“閃絡(luò)”現(xiàn)象，從而引發(fā)跳閘現(xiàn)象，甚至還可能導(dǎo)致停電故障。避雷線能夠有效掩蓋導(dǎo)線，引導(dǎo)雷擊落在避雷線上，再配合其桿塔金屬和地下接地裝置，促使電流得到有效引流。

（3）避雷線的加裝方法。避雷線本身有著非常強大的防雷作用，即具備了感應(yīng)雷以及直擊雷的防護(hù)功能。例如：針對直擊雷的防護(hù)，針對已經(jīng)建成的10kV架空線路上進(jìn)行避雷線的加裝，不僅能夠充分滿足電氣距離、機械應(yīng)力方面的客觀要求，還能夠?qū)⑺斪鳛榛c，向上合理延伸一段到塔頭，并通過金具來實現(xiàn)有效連接，即可促使導(dǎo)線橫擔(dān)與避雷線之間的距離得到相應(yīng)程度的增加，從而促使避雷對導(dǎo)線的保護(hù)，無論是在寬度上，還是覆蓋面上都具有更好的效果。這樣一來，即便是10kV架空線路在運行過程中，桿塔遭到了雷擊，因?qū)Ь€與地線之間本身所具備的耦合關(guān)系，即可促使絕緣子串兩端的電壓被迅速的分擔(dān)，從而促使線路的耐雷水平因此得到有效提升。當(dāng)輸電鐵塔在遭遇到了雷擊天氣之后，避雷線會對雷電流進(jìn)行部分分類，加之桿塔與避雷線之間緊密的關(guān)系，這就促使桿塔的電壓能夠下降到與其相同的電壓。因受到導(dǎo)線耦合作用的影響，這部分電壓會直接疊加到所對應(yīng)的導(dǎo)線上，從而實現(xiàn)對絕緣子串兩端電壓的迅速控制，促使其耐雷的能力因此增強。在對桿塔進(jìn)行避雷線的加裝時，則應(yīng)當(dāng)對其桿塔的接地電阻進(jìn)行盡量的控制，針對已經(jīng)完成建設(shè)的10kV架空線路，其耐雷的水平與接地電阻之間本身就呈現(xiàn)為反比關(guān)系。若將桿塔的土壤電阻率設(shè)定為基點，將其接地，即可實現(xiàn)對線路的整體耐雷水平的提升，通常情況下，在避雷線加裝的過程中主要采用螺栓來進(jìn)行加固，以免出現(xiàn)抱箍出現(xiàn)下滑的情況，將較為常用的避雷線安裝在鋼管的合理高度，幫助10kV架空線路的避雷水平提升。

（4）避雷線的加裝應(yīng)當(dāng)注意以下幾點：①避雷線的保護(hù)效果與其下方導(dǎo)線之間形成的角度有著直接關(guān)系，該角度越小所能夠取得的避雷效果更為顯著。若需要配置兩根避雷線，更容易獲得一個較小的保護(hù)角，10kV架空線路的運行安全性就更高，這種方法對成本的要求較高，為此目前針對10kV架空線路普遍采取加裝一根避雷線的方式處理。②針對雷擊現(xiàn)象不嚴(yán)重的線路以及電壓相對較低的線路，通常情況下，可在與變電所相靠近的2km范圍內(nèi)進(jìn)行避雷線的加裝，同時這也能夠作為變電所進(jìn)線的防雷措施。③避雷線在使用期間，非常容易因風(fēng)而發(fā)生振動，為此，針對大風(fēng)天氣較多的地區(qū)，應(yīng)當(dāng)為其配置一個防振錘。④避雷線的材質(zhì)則通常為鍍鋅鋼絞線，常用的截面為25、35、50、70mm2。當(dāng)然截面越大其所能夠發(fā)揮的避雷效果就越顯著。

4 10kV架空線路防雷擊斷線策略

針對10kV架空線路在配置了避雷線后，為了能夠更好的保障線路的運行安全性和防雷效果，還可為其配置過電壓保護(hù)器，通過節(jié)流元件的限制作用促使工頻續(xù)流得到切斷，在限流消弧角的基礎(chǔ)上實現(xiàn)對雷電過電壓的有效控制，促使10kV架空線路在運行期間不會因雷擊電流過大而受到影響，增強運行安全性和穩(wěn)定性。除此之外，通過配置過電壓保護(hù)器，還能夠在一定程度上降低跳閘故障的發(fā)生概率。在實際運用期間，相關(guān)人員可根據(jù)已經(jīng)建成的10kV架空線路的具體運行情況，經(jīng)過合理的設(shè)計和計算之后，選取與其相適宜的過電壓保護(hù)器，例如嵌入式過電壓保護(hù)，其在與避雷線的相互配合下，能夠較好的彌補彼此之間存在的漏洞，促使10kV架空線路的斷線故障得到最大程度的控制，從而更好的保障其運行質(zhì)量。

5 結(jié)語

總而言之，10kV架空線路在運行過程中易遭遇雷擊故障，為了能夠更好的保障其運行安全性和穩(wěn)定性，根據(jù)其實際情況為其配置相應(yīng)的避雷線，能夠較好的實現(xiàn)引雷效果，提升運行質(zhì)量。但在加裝避雷線的過程中，除了注意相關(guān)事項之外，同時還應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際需要，配置相應(yīng)的防震錘以及過電壓保護(hù)器，構(gòu)建一個更為安全的10kV架空線路防雷保護(hù)體系，保障線路安全。