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10kV架空配电线路防雷措施配置方案探讨冯健榆

发表时间：2020/1/9 来源：《电力设备》2019年第19期作者：冯健榆

[导读] 摘要：电力资源作为推动我国经济社会发展的重要能源之一，保障电力资源供给稳定性具有重要现实意义。

        (广东电网有限责任公司江门鹤山供电局 529700)
        摘要：电力资源作为推动我国经济社会发展的重要能源之一，保障电力资源供给稳定性具有重要现实意义。我国10kV架空电力线路经常会受到雷电等因素影响，导致其在电力传输中存在一系列问题。供电部门在电力传输中要致力于科学配置防雷设施，减少雷电因素对10kV配电线路的影响。本文主要对10kV架空配电线路防雷措施配置方案进行了探讨，旨在为相关工作提供经验指导。
        关键词：10kV架空线路；配电线路；防雷措施；方案配置
        前言
        雷电对建筑物、户外作业人员、牲畜等均会造成严重危害，在没有做好防雷措施的情况下，雷电是人们日常生产生活中的一大隐患。在10kV架空配电线路中，采取科学防雷措施可以减少线路遭受雷击的概率，为配电线路安全稳定运行提供科学保障。
        1.雷电对10kV架空配电线路造成威胁
        进入雷雨季节，配电线路受雷击的情况增多，有关部门需要加大防雷措施的研究力度，强化防雷技术在配电线路中的应用，减少雷击状况发生，为电力企业带来更高的经济收益。雷电是指地表湿气经过蒸发上升到大气层中形成积云，在含有正电荷、负电荷的云朵摩擦之中，形成了雷云。10kV配电线路受到雷击，严重时会导致整个电网系统出现瘫痪等情况，甚至会在线路导线四周形成十分强烈的电磁场感应，损坏配电线路导体，使其出现线路烧损、设备损坏以及跳闸等情况，严重影响正常供电，并带来一定的经济损失[1]。
        2.10kV架空配电线路设备防雷保护问题
        2.1配电变压器防雷保护问题
        10kV架空线路中配电变压器是遭受雷击最常见设备之一。以某电力企业为例，企业在配电变压器防雷保护措施上主要应用氧化锌避雷器，但在长时间的空气暴露中，避雷器逐渐老化，在防雷效果上大打折扣，使配电设备遭受严重雷击。在此过程中，接地电阻会通过大量的冲击电流，最终会导致线路中性点电位升高。在三相绕组电线中，经过雷电袭击之后，会导致其线路中产生脉冲电势，对电力分配造成严重影响。雷电导致变压器中性点被击穿，电位梯度增大，会导致梯度电压超过变压器绝缘层的抗击能力，使其击穿，导致变压器受到严重损坏。
        2.2线路柱上开关防雷保护问题
        为了保障配电网整体灵活性，大多数10kV配电线路中均采取柱上开关，以柱上真空断路器保障配电网运行的灵活性。柱上开关防雷保护措施不足，会导致其出现严重雷击事故，甚至会导致开关、刀闸、避雷器等设备损坏。当线路受到雷击时，会导致雷电波沿线路运行，并在开关以及刀闸处产生雷电波反射，在反射过程中会导致其电压增幅，甚至会导致开关内部出现绝缘击穿以及闪络等情况。
        2.3环网柜防雷保护问题
        环网柜是10kV配电线路运行的重要设备之一。设备核心依靠负荷开关以及熔断器实现防雷保护，并具有结构简单、成本低廉等特点，其主要应用地区为城区，由于周围建筑物基本采取了防雷措施，环网柜基本上不会采取相应的防雷保护措施。当雷电电流通过架空线路侵入到电缆线路之中，会攻击环网柜以及电缆分接箱的薄弱区域，使其出现严重击穿现象，甚至会导致电缆头出现永久性故障，使其无法恢复。
        2.4配电线路设备接地保护问题
        不同的变压器容量需要设置不同的接地电阻，经过调查分析得知，我国配电线路接地电阻合格率仅仅在百分之85左右。在接地引下线中，经常会出现以下几个问题，严重影响配电线路防雷保护。首先，施工安装过程中，导致接地引下线与杆塔距离不符，地下埋入深度不足，导致其出现接地电阻不良情况。另外，接地体经过长期运行，导致其出现严重腐蚀，甚至在地下发生断裂。最后，在人为因素影响下，有个别地区还存在偷盗引线事情发生，导致其线路无法充分发挥防雷击防护功能[2]。

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        3.10kV架空配电线路防雷措施研究
        3.1科学选择安装避雷设备
        避雷设备作为10kV配电线路防雷保护的安全措施，需要重点完善避雷系统。在雷电频发区域，需要在线路上安装避雷设备，提高线路抗雷击能力，安装避雷设备需要对设备型号以及规格等参数进行确定，以某地区架空线路避雷设备安装为例，在经过综合性分析，考虑其环境条件、线路条件的基础上，决定以氧化锌避雷器为主要材料。经过对比分析之后得知，该避雷器具有质量轻、体积小等特点、并具有很强的散热能力，在应用寿命上也具有一定优势。在科学选择避雷器型号之后，需要对其进行科学施工以及安装，保障配电线路施工有效性。在安装过程中，首先要明确避雷器需要安装的位置，对其防护范围进行确定，保障线路各区域均可以得到有效保护。在安装位置确定之后，安装过程需要把握两个关键点，首先，电力企业在易遭受雷击区域安装避雷器，需要重点保护电力系统设备，在绝缘线路与配电线路过渡区域也需要安装避雷器，安装时需要留存一定空隙，防止其因空隙过小，影响了整体的防雷效果。科学的避雷器选型与安装是实现线路防雷的重要关键，需要施工人员加强重视[3]。
        3.2强化杆塔接地电阻控制
        强化10kV线路杆塔接地电阻控制，也是实现配电线路防雷保护的关键要素。接地电阻对于配电线路运行稳定性、安全性等均会造成影响，还会影响架空配电线路的防雷效果。在地形比较复杂的区域，是配电线路遭受雷击的频发区域，需要适当降低杆塔电阻，防止其在电流通过时出现闪络故障情况，影响了配电线路电能正常传输。针对此现状，相关工作人员在防雷方案制定过程中，需要对该地区的跳闸率进行统计，并可以采取降阻法适当的降低杆塔的接地电阻，使其能够起到很好的防雷效果。除此之外，电力企业也可以采取外引接地法，适当扩大接地面积，增加接地引线的埋设深度，并在施工过程中适当应用降阻剂。在杆塔接地电阻防雷措施中，需要考虑施工质量与施工成本之间的关系，科学选择防雷方案。
        3.3强化配电线路绝缘能力
        雷电会导致配电线路电压增强，导致其出现绝缘体损坏等情况。在10kV架空绝缘配电线路中，如果线路遭受了严重雷击，会导致电力线路绝缘层因过热而烧毁，甚至会导致其丧失绝缘能力。强力的雷电袭击也会导致其绝缘子产生严重损坏，影响配电线路正常运行。电力企业在防雷方案设置中，可在条件允许的情况下，适当对配电线路绝缘能力进行提高，在设备型号、设备材料选择上，尽可能保障其优质性。另外，在方案中也可以适当增加间距，提高配电线路绝缘能力。除此之外，电力企业在实际施工中可以通过绝缘子片的增加、绝缘子型号调整、更新绝缘子等方法，实现10kV配电线路防雷功能的提高。另外，运行维护管理人员需要强化配电线路管理与巡查，保障配电线路整体稳定性[4]。
        3.4制定科学的设备防雷保护措施
        除以上几种提高配电线路防雷能力之外，电力企业在防雷方案制定中也尽可能强化配电变压器防雷、柱上开关防雷、电缆分接箱以及环网柜的防雷保护工作。首先，在变压器安装中，尽可能靠近防雷器，并保障接地线、金属外壳、低压侧中性点三点有效接地，提高变压器防雷能力。其次，电力企业可以选择在柱上开关附近安装避雷器，弥补开关避雷能力不足现状。最后，电力企业需要在每个环网柜单元中安装避雷器，保障其具有一定的雷电防护能力。
        结束语：总而言之，10kV架空配电线路防雷措施的选用对电力传输稳定性以及安全性具有直接影响。在前期工作中需要对线路实际环境进行考察，并编制科学的防雷方案，采取合理的避雷措施，结合架空线路自身特点，弥补架空线路防雷方案中存在的不足。在措施实施之后，也要重视后期配电线路运行维护的监督管理工作，保障电力线路运行稳定性，满足用电客户对电力稳定输送的客观需要。
        参考文献：
        [1]邹雄锋.关于高压架空线路故障的原因及预防雷击的方法研究[J].山东工业技术,2018(13):172.
        [2]湛顶,董元成.多因子分层模糊评价法在输电线路防雷改造中的研究[J].电气开关,2018,56(01):9-12+17.
        [3]张磊.10kV输电线路雷击的防雷措施及其效果[J].建材与装饰,2018(06):239.
        [4]王恒康,赵宇欣.110kV输电线路防雷与接地电阻的设计研究[J].科技资讯,2018,16(01):25+27.