广东电网有限责任公司韶关曲江供电局 广东韶关 512000
摘要：电能作为社会发展的动力能源，在推动社会进步、促进工业发展方面扮演着重要角色，而在我国电网中，10kV配电网是重要组成内容之一，与日常生活、工业生产密切相关，但每年因雷击事故导致10kV配电线路频繁出现故障，严重影响线路运行的稳定性。为此，基于配电线路感应雷跳闸特征，文章针对10kV架空配电线路防雷及改进措施进行了详细探究。
关键词：10kV；配电线路；防雷；改进措施
10kV配电线路频繁遭受雷击并导致配电中断的根本原因在于绝缘能力差，面对雷击时，基本无自我防护能力，因此，在雷电活动较为集中区域内，雷击事故发生几率较高，导致区域内频繁出现跳闸情况，可见采取外部防护手段提升10kV架空配电线路防雷能力是避免雷击事故的关键。基于此，关于10kV架空配电线路防雷及改进措施的探究具有重要现实意义。
1 10kV架空配电线路感应雷跳闸特征
一般情况下，10kV配电线路绝缘子对雷电冲击电压的耐受范围仅在100-300kV之间，而在雷击过程中线路承受几千安的电压，即使当雷击大地时，导线所承受的感应过电压水平也超过了绝缘子的正常承受范围，这就造成雷击事故发生。相关研究数据显示，雷击事故在所有配电线路事故中的比重高达80%，而在雷击事故中，有八成事故因感应雷造成[1]。
我国配电网中，10kV配电线路接地方式通常为中性点直接接地，当出现一相绝缘闪络后，由于仅存在较小接地电流，电弧可在短时间内自行熄灭，规避跳闸问题，并保障配电稳定进行；但在出现两相绝缘闪络后，诱发短路问题，则会引起跳闸，造成配电中断，在这个过程中，根据公式可计算出雷击过程中线路感应过电压值：
Ug=25lhe/S
其中S代表的是线路间水平距离，l代表的是雷电流幅值，he代表的是线路平均高度[2]。
假设线路在接受时与雷电流之间的最短距离为65m，绝缘子闪络时电压耐受值为50%时，根据公式可以得到最终的线路受雷过电压影响时的跳闸频率：
NSFFOR2=
.png)
（Sm（l）-65）
.png)
（l）dl
其中
.png)
（l）代表的是雷电流幅值概率密度函数，l0代表的是配电线路上感应雷电流幅值临界值[3]。
2 10kV架空配电线路防雷措施及改进
根据上述理论，基于雷击情况下配电线路跳闸频率，10kV架空配电线路防雷措施与改进应从如下方面着手：
2.1 优化绝缘配置
造成10kV配电线路频繁遭受雷击的根本原因在于其绝缘能力较低，无法承受过高雷电过电流，从大量研究成果以及实践经验来看，常用于提高10kV配电线路方法有：将原绝缘子替换成具备高耐受冲击电压能力的绝缘子；改变传统绝缘配置原理，更换为不平衡绝缘；优化绝缘设施，如塔头、横担。根据上述公式进行不同绝缘子雷击跳闸频率计算，在针式、复合悬式棒形、玻璃、瓷横担几种类型当中，瓷横担绝缘子的跳闸频率最低，而目前在10kV配电线路中应用最为广泛的是针式绝缘子、铁横担绝缘子，将瓷横担绝缘子全面普及到10kV配电网中，并配合不平衡绝缘配置，可有效降低雷击过程中配电线路的跳闸发生率。
2.2 安装避雷器
避雷器是配电网防雷最常用的措施之一，但由于防雷效果始终达不到理想状态，代表避雷器的性能还存在优化空间。常用的避雷器主要有磁吹式、普通阀式、管型、放电间隙等类型，其中应用范围最广的为放电间隙，随着对防雷性能要求的提高，放电间隙也在不断优化，但防雷器的最主要价值是自动灭弧以及有效控制过电压，放电间隙始终无法做到工频续流电弧的自动熄灭，因而导致其效果受限。而在这些避雷器中，管型通过保护间隙具有极强的熄弧能力，其内部结构中存在两个间隙，处于串联状态，一个被称作外间隙，位于大气中，其主要发挥隔离过电压的功能，另一个间隙被称为内间隙，位于气管内部，其主要发挥灭弧功能[4]。此外，普通阀式避雷器以及磁吹式避雷器也有着一定的防雷效果，但为提升防雷效果，行业内在防雷器的性能优化上仍然做出了诸多努力。
上个世纪70年代，有日本学者发现利用氧化锌压敏特性作为避雷器内部结构的核心，配合金属氧化物电阻片，使以金属氧化物为物质基础的避雷器快速受到行业内认可，而通过氧化锌避雷器与其它类型避雷器在防雷效果试验中产生的结果来看，其防雷效果更佳，因此，建议在10kV配电网中广泛应用氧化锌避雷器。
2.3 降低接地电阻
根据国家规定，配电线路中变压器容量不同配备的接地电阻也存在差异，例如，变压器容量为＞100kVA时，其接地电阻＜4&Omega；变压器容量为＜100kVA，其接地电阻＜10&Omega，因此，在雷击过程中，当避雷器接地电阻无法维持在4&Omega以上时，过高的过电压可直接击毁避雷器保护。面对该情况，在解决接地电阻过高问题时，应针对配电电路运行环境进行分析，基于因地制宜理念，准确计算电阻值，制定切实可行的降低电阻方案。具体方法如下：首先，根据现场勘查数据，对杆塔所处地质条件、地势环境进行全面分析，绘制杆塔分布图，根据数据详细计算各区域土壤电阻值，并掌握该区域内电阻值分布规律；其次，了解杆塔所处位置土壤的酸碱度情况以及对钢接地体的腐蚀情况；最后，综合所获数据信息，进行计算，采取针对性降低电阻措施。降低电阻后，可缓解雷击过程中电流冲击波对电路的冲击，也可发挥降低杆塔所处位置电位作用，避免雷电波过高导致杆塔被击倒[5]。
2.4 架设避雷线
避雷线也是常规防雷保护手段之一，利用避雷线可将雷击过程中线路接受的电流分散，各个线柱分摊到较少的雷电流，保障在自身可承受范围之内，则不会对线路的运行造成影响。而且在感应雷防护过程中，避雷线本身具备一定屏蔽效果，其可自动进行相导线过电压控制。架设避雷线效果十分显著，当导线高度为10m时、间距为0.7m时，在未架设避雷线时雷过电压可达到500kA，但架设后，避雷线距地高度约为11m，雷过电压可下降200kA。但目前，架设避雷线方式在我国配电网中并未全面普及，诸多地区由于条件有限、配电线路过于复杂、空间高度限制，在诸多线路交叉跨越位置难以架设避雷线。
结束语：
综上所述，雷电是干扰配电网运行的重要因素，由于10kV配电线路本身耐雷电压水平较低，在雷电较为集中地区，极易受到雷电干扰，出现跳闸事故，为增强10kV配电线路防雷保护能力，文章分析了线路雷感应跳闸特征、防雷与改进措施，可以肯定采取有效的防雷保护措施，在提升配电线路防雷保护能力上有着重要意义。希望本次论述对行业内有一定启示作用，在防雷实践中不断总结经验，探寻更多科学防雷方法。
参考文献：
[1]钟尉.10kV架空配电线路防雷措施配置方案研究[J].魅力中国,2019,(49):363.
[2]蒿峰,卢泽军,王晓光, 等.10kV架空配电线路临近变电站防雷保护措施[J].科学技术与工程,2019,19(28):159-164.
[3]叶运涛.山区0kV架空配电线路防雷措施及其改进[J].科技资讯,2019,17(36):24-25.
[4]冼载锦.对10kV架空绝缘配电线路防雷措施的探讨[J].百科论坛电子杂志,2019,(9):214.
[5]傅景伟,李小平,姚尧, 等.10kV架空配电线路常用防雷措施防雷性能对比研究[J].水电能源科学,2019,37(12):132-135,139.