10 kV 及以下配網(wǎng)的防雷保護(hù)措施

林 森

（廣東電網(wǎng)公司惠州惠城供電局橫瀝供電所，廣東惠州 516002）

0 引言

隨著我國(guó)城市面積的不斷擴(kuò)大，電力資源的使用量也越來(lái)越大，用電電壓也在逐漸增長(zhǎng)，目前我國(guó)通常使用的電壓為10 kV 及以下。隨著電壓的提高、用電量的不斷增長(zhǎng)，出現(xiàn)事故的可能性也有所提高，一旦出現(xiàn)雷擊配電線路的問(wèn)題，會(huì)造成嚴(yán)重的電力故障，而且還會(huì)對(duì)周圍的居民造成安全威脅。因此，對(duì)于10 kV 及以下配網(wǎng)防雷的保護(hù)措施是非常有必要的。

目前我國(guó)的配電線路都是利用架空的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)的，這種方式可以提高線路防雷的能力和10 kV 及以下配電線路的安全性。但是，隨著我國(guó)用電量的不斷增加，電力系統(tǒng)的負(fù)荷較大，雷擊配電線路的事故發(fā)生頻率有所增加，雷擊配電線路有可能引發(fā)跳閘等情況，尤其在雷電活躍、土壤導(dǎo)電系數(shù)小、地形復(fù)雜的地區(qū)，由于雷擊導(dǎo)致跳閘的情況發(fā)生的頻率更加高，所帶來(lái)的損失更大。雷擊配電線路的問(wèn)題逐漸得到廣泛重視，采取了多種方式對(duì)雷擊配電線路進(jìn)行防護(hù)，經(jīng)過(guò)多年的實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用發(fā)現(xiàn)降低桿塔接地裝置的接地電阻是提高配電線路安全性的重要方式，對(duì)于10 kV 及以下配網(wǎng)防雷的保護(hù)措施也逐漸完善，推動(dòng)了我國(guó)電力安全的大力發(fā)展。

1 雷電產(chǎn)生的物理?xiàng)l件及危害

在制定10 kV 及以下配網(wǎng)防雷保護(hù)措施之前，首先要了解雷電產(chǎn)生的物理原因和形成原因，這樣才可以針對(duì)形成原因有的放矢地采取防護(hù)措施，使10 kV 及以下配網(wǎng)防雷保護(hù)措施更加完善，安全系數(shù)更高。

雷電是一種常見(jiàn)的天氣現(xiàn)象，當(dāng)雷云中的電荷將空氣擊穿就會(huì)形成雷電，如果所形成的雷電與地面非常接近，就會(huì)導(dǎo)致地面產(chǎn)生于雷電所攜帶的相反的電荷。這時(shí)，如果雷云通過(guò)異性電荷繼續(xù)與地面接近，就可以產(chǎn)生巨大的雷電，甚至可以給地面帶來(lái)雷擊。

1.1 雷云放電的特征

雷云放電的能力非常大，而且釋放出的能量造成嚴(yán)重的破壞。通常雷電的電流最高可以達(dá)到幾百千安培，并且放電的時(shí)間短，時(shí)間一般在（30～50）μs，放電時(shí)溫度也非常高，可以達(dá)到上萬(wàn)攝氏度，會(huì)導(dǎo)致雷電周圍的空氣迅速膨脹，從而產(chǎn)生巨大的聲響，對(duì)周圍的環(huán)境造成破壞。雷云放電還有一個(gè)特點(diǎn)就是，在放電時(shí)會(huì)伴隨著電磁效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，對(duì)周圍的機(jī)電設(shè)備很容易造成影響，一旦雷云放電電擊到電器設(shè)備時(shí)，雷電的高溫會(huì)使金屬構(gòu)件瞬間融化，不僅對(duì)電器設(shè)備造成影響，對(duì)周圍的環(huán)境也會(huì)有一定的負(fù)面影響。

1.2 直擊雷與雷電感應(yīng)形成的方式

由于城市具有熱島效應(yīng)，當(dāng)市區(qū)上空出現(xiàn)雷云時(shí)，由于雷云負(fù)電的感應(yīng)，使附近地面或地面上的建筑物積聚正電荷，從而地面與雷云間形成強(qiáng)大的電場(chǎng)。當(dāng)某處積聚的正電荷密度很大，激發(fā)的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到空氣游離的臨界值時(shí)，雷云便開(kāi)始向下方階梯式放電，稱為下行先導(dǎo)放電。處于市區(qū)的高層建筑物周圍空間的電荷濃度較大，易形成向雷云方向的上行先導(dǎo)放電，當(dāng)這個(gè)先導(dǎo)逐漸接近地面物體并達(dá)到一定距離時(shí)，地面物體在強(qiáng)電場(chǎng)作用下產(chǎn)生尖端放電，形成向雷云方向的先導(dǎo)并逐漸發(fā)展成上行先導(dǎo)放電，兩者會(huì)合形成雷電通路，引發(fā)直擊雷。因此，應(yīng)特別重視處于市區(qū)及其附近的建筑物的直擊雷防護(hù)。

2 雷擊配電線路的主要原因

雷擊配電線路的主要原因有5 個(gè)：①由于部分線路的接地線丟失，可能是人為偷盜的原因造成，缺少接地線，使機(jī)電設(shè)備的電荷無(wú)法導(dǎo)出，過(guò)多的電荷存在于機(jī)電設(shè)備中，就可能引起雷擊配電線路；②10 kV 及以下的線路周圍也存在著許多交叉的高電壓，從而產(chǎn)生電壓差，出現(xiàn)事故的可能性增加；③一部分的10 kV及以下線路為了提高安全性，會(huì)使用針式絕緣子，但針式絕緣子被雷電擊穿時(shí)，不容易被發(fā)現(xiàn)，當(dāng)雷電發(fā)生時(shí)，安全隱患的危險(xiǎn)性就會(huì)擴(kuò)大；④有些工程在施工過(guò)程中過(guò)分追求速度，工程質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題，開(kāi)關(guān)、配電網(wǎng)安裝不規(guī)范等情況經(jīng)常出現(xiàn)，當(dāng)遭遇雷擊時(shí)，造成的危害更大；⑤避雷器的質(zhì)量不合格或者常年使用出現(xiàn)故障，失去避雷的效果，當(dāng)雷擊發(fā)生時(shí)不能起到作用。

3 現(xiàn)階段10 kV 及以下配網(wǎng)常用的防雷技術(shù)和措施

現(xiàn)階段10 kV 及以下配網(wǎng)常用的防雷技術(shù)和措施主要有：降低塔體接地電阻的方式、在配變開(kāi)關(guān)、電纜等設(shè)備高壓側(cè)安裝避雷器以及其他的防雷措施，利用不同的防雷措施對(duì)達(dá)到提高安全性的目的。

3.1 采用降低塔體接地電阻的方式

采用降低塔體接地電阻的方式主要是針對(duì)地勢(shì)較為平坦的地區(qū)，比如平原地區(qū)，在一些土壤電阻率比較低的地方也會(huì)采用降低塔體接地電阻的方式提高10 kV 及以下配網(wǎng)常用的防雷技術(shù)。對(duì)于平原地區(qū)或者電阻率較低的地區(qū)，采用降低塔體接地電阻的方式可以提高施工效率，并且安裝的方式也非常便捷。對(duì)于山區(qū)桿塔的防雷管理，關(guān)鍵是要確保接地電阻的質(zhì)量過(guò)關(guān)，通常在整個(gè)過(guò)程中需要在4 個(gè)塔腳部位采用敷設(shè)較長(zhǎng)的接地網(wǎng)或打深井加降阻劑，通過(guò)這種方式提高電線與地面土壤之間的面積，從而達(dá)到減小電阻率的目的。但是當(dāng)遭遇雷擊時(shí)，接地電線的長(zhǎng)度過(guò)程也會(huì)產(chǎn)生較大的附加電感值，這會(huì)使塔體的電位增大，電壓差增大，防雷的能力可能會(huì)有所下降，這個(gè)問(wèn)題需要引起高度重視。

3.2 在配變開(kāi)關(guān)、電纜等設(shè)備高壓側(cè)安裝避雷器

在配變開(kāi)關(guān)、電纜等設(shè)備高壓側(cè)安裝避雷器，可以有效降低運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的由配電裝置產(chǎn)生的雷電事故。當(dāng)配電裝置損壞時(shí)，配電裝置的低壓側(cè)與高壓側(cè)都會(huì)有一定程度的損壞，這時(shí)電壓會(huì)下降、配電的接電線上會(huì)產(chǎn)生高電壓，而且通常高電壓會(huì)產(chǎn)生在配變低壓側(cè)，這時(shí)會(huì)造成嚴(yán)重的配變損壞，需要在配電開(kāi)關(guān)、高壓側(cè)、低壓側(cè)安裝避雷器，提高配電裝置的防雷性。

3.3 其他常用的防雷技術(shù)和措施

除了采用降低塔體接地電阻的方式、在配變開(kāi)關(guān)、電纜等設(shè)備高壓側(cè)安裝避雷器這兩種方式之外，現(xiàn)階段10 kV 及以下配網(wǎng)常用的防雷技術(shù)的其他措施主要有：延長(zhǎng)閃爍的路徑，使電弧更容易熄滅，從而加強(qiáng)絕緣的強(qiáng)度；采用更高的絕緣材料、在配電線路中人為的增加絕緣點(diǎn)，從而起到保護(hù)電路的作用；干燥的季節(jié)增加對(duì)電阻測(cè)試的頻率，并且要提高電阻測(cè)試的準(zhǔn)確性等方式。通過(guò)多種方式的利用，提高10 kV 及以下配網(wǎng)的防雷保護(hù)措施。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)用電量的不斷增加，電線的負(fù)荷也在逐漸增大，10 kV 及以下配網(wǎng)成為了城市輸送電力的主要方式，因此要加強(qiáng)10 kV 及以下配網(wǎng)的安全性，尤其是對(duì)防雷保護(hù)措施的加強(qiáng)，使我國(guó)電業(yè)運(yùn)行更加安全。