10kV配網(wǎng)線路的防雷措施研究

肖華

摘要：10kV配電線路廣泛用作用戶回路。然而，絕緣水平低，對(duì)周圍電壓敏感。10kV配電線路一般為架空絕緣配電線路，成本相對(duì)節(jié)省，施工速度相對(duì)較快。雖然它具有高絕緣的優(yōu)點(diǎn)，但由于它處于開路位置，外圍電壓?jiǎn)栴}對(duì)它的影響非常明顯，特別是在突發(fā)雷電天氣條件下，它會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)電流電弧，嚴(yán)重?fù)p壞導(dǎo)線。本文主要針對(duì)10kV配網(wǎng)線路的防雷措施進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：10kV;配網(wǎng)線路;防雷;措施

1絕緣導(dǎo)線概述

金屬絲的應(yīng)用領(lǐng)域大大擴(kuò)大，應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴(kuò)大。裸露導(dǎo)線的使用受樹木影響較大，國(guó)家高度重視城市環(huán)境綠化。因此，架設(shè)裸導(dǎo)線將意味著砍伐樹木，從而限制空間的使用。絕緣導(dǎo)線不僅能對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生良好的保護(hù)，還能減少接地故障線路的數(shù)量。在一些老工業(yè)區(qū)、高風(fēng)速區(qū)和其他故障區(qū)，絕緣導(dǎo)線有許多優(yōu)點(diǎn)，電氣問題可以大大改善。在沒有太多雷擊的地區(qū)，還有更多的雷擊問題。雷電狀態(tài)與電網(wǎng)之間的沖突通常是由大氣壓力引起的許多當(dāng)前問題引起的。這種放電方式一般在短時(shí)間內(nèi)存在，但容易形成相應(yīng)的短距離電流，且累積的工頻逐漸增加，導(dǎo)致電能大幅增加。

由于天氣因素，絕緣導(dǎo)線在被雨水沖洗后通常是濕的，這將導(dǎo)致外部皮膚燒傷。一般來說，絕緣導(dǎo)線外層較薄，水蒸氣集中在其上，不易揮發(fā)。在電流的影響下，會(huì)產(chǎn)生許多氣體化學(xué)分子，改變電場(chǎng)的分布范圍，加劇絕緣皮的侵蝕，并在長(zhǎng)期積累過程中導(dǎo)致斷線。

2 10kV配網(wǎng)線路防雷具體措施

2.1設(shè)置避雷線路

這是最基本、最有效的保護(hù)措施。在雷擊中導(dǎo)線時(shí)，可能引起線路絕緣閃絡(luò)。所以，我們要盡可能地避免雷直接擊中導(dǎo)線，減少鐵塔的雷擊電流?？梢酝ㄟ^架設(shè)避雷線，在塔頂架設(shè)地線，將導(dǎo)線覆蓋，并把雷擊電流引入地面的方式，從而降低配網(wǎng)線路的功率感應(yīng)損耗，以此來延長(zhǎng)線路的使用壽命。在架設(shè)避雷線時(shí)，要掌握導(dǎo)線的角度，尤其是在雷電多發(fā)的山區(qū)，采取小點(diǎn)的保護(hù)角度。另外，還需要對(duì)導(dǎo)線的材質(zhì)、形狀等因素進(jìn)行綜合性的考察。此外，避雷針等防雷裝置也可以組合在一起使用，但是因?yàn)楸芾揍樤黾恿伺渚W(wǎng)線路的雷擊范圍，其使用價(jià)值遭受到質(zhì)疑，所以我們需要謹(jǐn)慎地進(jìn)行使用。

2.2降低桿塔接地電阻

這樣可以有效地避免配網(wǎng)線路中的雷電反擊。在配網(wǎng)線路的建設(shè)過程中，首先要做的是對(duì)土壤進(jìn)行嚴(yán)格的電阻檢測(cè)，并對(duì)土壤導(dǎo)電離子、含水程度、密實(shí)度、溫度、土壤質(zhì)量、降水量等因素進(jìn)行綜合性的考察。當(dāng)土壤受到的阻力較大時(shí)，可考慮采取以下措施：

（1）用低電阻土壤代替接觸塔桿的高電阻土壤。

（2）在塔的連接處埋設(shè)電阻力較小的土層。

（3）經(jīng)過引出線把桿塔接地體引入旁邊低電阻的土壤中。

（4）在桿塔的連接處放置化學(xué)減阻劑和其他物質(zhì)，用來降低土壤的阻力。

（5）增加交界處土壤含水量。

（6）使用多個(gè)輻射水平接地體。在雷擊頻繁發(fā)生期或氣候干燥時(shí)，鐵塔的工頻接地電阻不應(yīng)超過表1所示。

2.3設(shè)置耦合地線

當(dāng)桿塔接地電阻不能有效降低時(shí)，如地形地貌等自然環(huán)境因素以及人為因素?zé)o法克服時(shí)，可采用在導(dǎo)線的下面設(shè)置地線的辦法。通過增大避雷器與導(dǎo)線之間的耦合作用，可以減少絕緣子串的過電壓，起到分流雷擊電流的作用，減小塔頂?shù)碾娢唬瑴p小線路的反擊跳閘率[2]。這主要是對(duì)頻繁遭受雷擊地段所采用的搶救措施，對(duì)減小雷擊跳閘率有非常明顯的效果，經(jīng)過充分的試驗(yàn)表明能夠降低50%左右。除此之外，還需要充分地考慮齒輪與中心耦合地線的距離以及導(dǎo)線之間的最大弧垂的間距。

2.4不平衡絕緣的使用

伴隨著配網(wǎng)線路的不斷完善，線路占地的問題也隨之日益突出。為了提高桿塔的作業(yè)效率，許多高壓、特高壓線路采用了同桿雙回線架設(shè)的方式。在一般防雷措施不能滿足配網(wǎng)線路遭雷擊時(shí)雙回路同時(shí)跳閘的前提之下，需要考慮使用不平衡絕緣。也就是說，兩個(gè)回路的絕緣體數(shù)量不同，可以同時(shí)降低跳閘率，以保證連續(xù)供電。當(dāng)兩個(gè)回路的絕緣子個(gè)數(shù)不抽樣時(shí)，雷擊配網(wǎng)線路時(shí)片數(shù)較少的回路先閃絡(luò)，閃絡(luò)后的導(dǎo)線在其中起到地線的作用，以改善對(duì)另一回路的耦合效應(yīng)，提高其耐雷性，使閃絡(luò)現(xiàn)象不再發(fā)生，配網(wǎng)線路可以持續(xù)穩(wěn)定工作。這兩條線路的絕緣體數(shù)量差別最大，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定。一般來說，兩相之間的線電壓是根號(hào)3倍的相電壓幅值的實(shí)際效果較好，若相差過大，則可能導(dǎo)致線路跳閘率的增加。

2.5中性點(diǎn)不直接接地，可利用消弧線圈的接地辦法

消弧線圈能夠降低沖擊閃絡(luò)，穩(wěn)定工頻電弧率，降低雷擊跳閘率。配網(wǎng)發(fā)生單相短路時(shí)，消弧線圈的電感電流和電容電流會(huì)聚并補(bǔ)償，以減小電流，防止弧光過零再燃，降低高幅值發(fā)生的概率，減少故障點(diǎn)的熱損傷，避免事故擴(kuò)大。在配網(wǎng)線路穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，需要保證固定消弧線圈在全補(bǔ)償或接近全補(bǔ)償狀態(tài)下工作，并在接地故障發(fā)生前將消弧線圈調(diào)整到全補(bǔ)償狀態(tài)，以便進(jìn)行故障處理。消弧線圈有氣隙式、匝式、電容式、晶閘管式等。氣隙式噪聲大，調(diào)節(jié)精度差，過電壓等級(jí)高，不能與功率方向單相接地選線裝置同時(shí)使用，實(shí)用性低。采用匝式調(diào)節(jié)開關(guān)改變工作繞組的匝數(shù)來調(diào)節(jié)電感，降低了使用時(shí)的噪聲，但補(bǔ)償效果減弱，且過電壓等級(jí)高，串聯(lián)電阻易導(dǎo)致爆炸事故的發(fā)生，而且安裝也比較復(fù)雜和繁瑣。電容調(diào)節(jié)式可調(diào)節(jié)二次側(cè)電容的電容電抗，改變二次側(cè)的電感電流。晶閘管導(dǎo)通角可在0°-180°的范圍之內(nèi)變化。高短路阻抗變壓器的一次繞組用作工作繞組接入配網(wǎng)的中性點(diǎn)，使二次繞組作為控制繞組由兩個(gè)反向晶閘管短接，補(bǔ)償精度范圍大，工作穩(wěn)定性高。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，10kV配網(wǎng)線路由于自身和外界因素的影響，非常容易遭受雷擊，其不僅能夠破壞設(shè)備線路，還會(huì)阻礙供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，給人們的生產(chǎn)及生活方面帶來很多不便，對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展影響嚴(yán)重。所以，應(yīng)該注重10kV配網(wǎng)線路的防雷保護(hù)，合理安裝避雷器不僅可以減少雷擊引起的電荷，而且可以有效降低跳閘次數(shù)，降低雷擊事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1]袁麗娜，施皓天，吳健.10kV架空配電線路的防雷措施[J].集成電路應(yīng)用，2020，37（10）：114-115.

[2]張祖華.粵東山區(qū)10kV線路防雷技術(shù)研究與應(yīng)用[J].機(jī)電信息，2020（17）：86-88.