摘要：社会生产生活用电量急剧增长，电力系统的运行负荷大大增加，10kV及以下配网作为我国常用电压，随着用电量的增长，发生电力事故的可能性也在同步增长。雷电事故是导致10kV及以下配网出现安全事故的主要原因之一，如果配电线路遭受雷击，会产生过电压和过电流，破坏电气设备，出现严重的电力故障。一般情况下，雷击配电线路会出现跳闸事故，对于地形复杂和雷电活跃区域，发生跳闸事故概率较高，可能带来不同程度的财产损失。所以，加强10kV及以下配网防雷保护十分重要，结合区域实际情况制定合理的防雷保护措施，最大程度上规避雷电事故对配电网安全运行的威胁。故此，加强10kV及以下配网的防雷保护相关内容分析，了解事故产生原因，制定处理措施和应急方案，为后续防雷保护提供依据。
关键词：防雷保护；配网；10kV；电力故障；直击雷
引言
目前我国的配电线路都是利用架空的方式进行设计的，这种方式可以提高线路防雷的能力和10kV及以下配电线路的安全性。但是，随着我国用电量的不断增加，电力系统的负荷较大，雷击配电线路的事故发生频率有所增加，雷击配电线路有可能引发跳闸等情况，尤其在雷电活跃、土壤导电系数小、地形复杂的地区，由于雷击导致跳闸的情况发生的频率更加高，所带来的损失更大。雷击配电线路的问题逐渐得到广泛重视，采取了多种方式对雷击配电线路进行防护，经过多年的实验与应用发现降低杆塔接地装置的接地电阻是提高配电线路安全性的重要方式，对于10kV及以下配网防雷的保护措施也逐渐完善，推动了我国电力安全的大力发展。
1、雷电形成的条件和危害
1.1雷云放电
雷云放电所产生的电流较大，最高可以得到几百千安培，放电时间较短，大概在30~50μs左右，放电时产生的温度较高，并且周围的空气会迅速膨胀，产生的声响较大，破坏周围环境。雷云放电同时还会产生热效应、电磁效应和机械效应，影响到周围电气设备的正常运行。如果电机电气设备产生瞬时高温，则会瞬间融化金属构件，影响电气设备稳定运行，将带来不可估量的经济损失和人员伤亡。
1.2直击雷和雷电感应形成方式
城市有着热岛效应，市区上出现雷云会产生雷云负电感应，积聚正电荷，与雷云之间形成电场。如果正电荷密度较大，电场强度超过临界值后则会先导放电。高层建筑周围电荷浓度较大，地面物体在强电场作用下会产生放电现象，融合后形成雷电通路，出现直击雷事故，威胁到建筑安全。
1.3变压器雷击事故分析
变压器虽然都安装了避雷器和接地装置，但在实际运行过程中仍有遭雷击现象发生。2013年7～8月份就有近10台变压器遭雷击烧毁。究其原因，一是避雷器安装不符合要求，二是避雷器本身存在缺陷，三是接地装置不规范且接地电阻不符合规程要求。以今年遭雷击的配电变压器为例，绝大多数只在高压侧装设避雷器，未在低压侧装设避雷器。这是因为当雷击高压侧线路时，避雷器动作后，经过避雷器的雷电流在接地装置上产生一个电压降，它会直接作用在低压侧中性点上，此时低压侧出线可以看作是经导线波阻抗接地，将有电流经过低压绕组，通过电磁耦合使高压绕组产生感应电势，而高压侧出线端电位受避雷器限制，所以这个高电位将沿高压绕组分布，在中性点处达到最大值，中性点附近的绝缘就有可能受到损害，最终导致变压器遭雷击事故的发生。
1.4架空线路雷击断线事故分析
随着近几年农网升级改造和新农村电气化建设的不断推进，线路绝缘化率不断提高。但是绝缘导线与裸导线雷击断线明显不同。绝缘导线遭雷击时，雷电过电压引起绝缘子闪络并导致导线绝缘层击穿，被击穿的绝缘层呈一针孔状，持续的工频短路电流电弧受周围绝缘的阻隔，弧根只能在针孔处燃烧，在极短的时间内导线就会被迅速的烧断。
而在直击雷或感应雷作用于裸导线引起绝缘子闪络时，接续的工频短路电弧弧根在电磁力的作用下沿导线表面不断滑移，不会集中在某一点灼烧，因此不会严重烧伤导线。
2、现阶段10kV及以下配网常用的防雷技术和措施
2.1采用降低塔体接地电阻的方式
采用降低塔体接地电阻的方式主要是针对地势较为平坦的地区，比如平原地区，在一些土壤电阻率比较低的地方也会采用降低塔体接地电阻的方式提高10kV及以下配网常用的防雷技术。对于平原地区或者电阻率较低的地区，采用降低塔体接地电阻的方式可以提高施工效率，并且安装的方式也非常便捷。对于山区杆塔的防雷管理，关键是要确保接地电阻的质量过关，通常在整个过程中需要在4个塔脚部位采用敷设较长的接地网或打深井加降阻剂，通过这种方式提高电线与地面土壤之间的面积，从而达到减小电阻率的目的。但是当遭遇雷击时，接地电线的长度过程也会产生较大的附加电感值，这会使塔体的电位增大，电压差增大，防雷的能力可能会有所下降，这个问题需要引起高度重视。
2.210kV及以下配网线路防雷措施
电缆与架空线连接处应安装氧化锌避雷器一组，柱上开关设备应装设防雷装置，经常开路运行而又带电的柱上开关设备两侧，均应装设防雷装置。针对绝缘线路因雷击断线的问题，可以采取以下措施：10kV及以下配网绝缘线路如在0.5km的线段内无防雷设施时，宜装设一组避雷器；安装线路过电压保护器。此种方式成本比安装氧化锌避雷器稍低，而且与绝缘子并联安装，不损坏绝缘导线的主绝缘层，基本上免维护；安装防弧金具：在距离绝缘子中心150～200mm的范围内（负荷侧）剥离一小段绝缘导线的绝缘层，安装上防弧金具，可使雷电过电压均在防弧金具与绝缘子钢脚之间定位闪络，接续的工频短路电流电弧的狐根固定在防弧金具上燃烧，从而保护导线免于烧伤。该方式操作简便，投资少，能防止雷击断线，但需剥离绝缘层，存在局部导体裸露，并且在雷击后必须要更换烧伤的防护金具。
2.3变压器防雷措施
变压器高压侧避雷器的接地引线应与变压器外壳及低压侧中性点连接在一起接地，低压侧也应安装避雷器，因为低压侧一旦造雷击或低压线路有感应过电压时可起到保护作用，可有效地限制正变换过电压。除此之外，要选择电压等级与线路额定电压相等的避雷器，且接地引下线不宜过长，因为如果接地引下线过长，它自身电感就会比较大，再加上雷电流陡度极大，那么接地引下线产生的自感电压就会大，会产生很大的负面作用。
2.4降低塔体接地电阻
通过降低塔体接地电阻的方式，可以起到维护配网运行安全，提升配网防雷性能的作用。此种方式适合地势平坦的区域，如平原地区的土壤电阻率较低，可以选择此种方式来提升10kV及以下配网防雷性能，相较于其他技术而言，施工效率较高，安装更为便捷。如果是在山区杆塔防雷管理，应做好接地电阻质量把控，施工全过程监管和控制，一旦发现问题及时解决。需要注意的是，塔脚位置的接地网敷设较长，可以适当地提升电线和地面之间面积，降低电阻率。但如果配网遭受雷击，接地电线过长，伴随的附加电感值随之增加，塔体的电位和电压差变大，影响到防雷装置的防雷性能，埋下一系列安全隐患，需要予以高度关注和重视。
结语
综上所述，面对电力事业飞快发展带来的挑战，保证10kV及以下配网，做好防雷保护十分重要。我国是一个地域广阔的国家，不同地区出现雷击事故概率不同，通过选择合理的防雷保护措施，安装避雷器，最大程度上降低雷击事故发生概率，维护10kV及以下配网稳定运行。
参考文献
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