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10kV配电架空线路避雷措施杨宇锐

发表时间：2020/11/26 来源：《基层建设》2020年第22期作者：杨宇锐

[导读] 摘要：在雷电影响下，配电线路周围有磁场产生，线路上连接的设备出现放电效应，就必然会导致线路损坏。

        中国南方电网云浮郁南供电局
        摘要：在雷电影响下，配电线路周围有磁场产生，线路上连接的设备出现放电效应，就必然会导致线路损坏。雷电是客观存在的，无法抗拒，为了避免10kV配电线路运行受到雷电的影响，就要针对10kV配电架空线路雷害事故进行分析并采取有效的防雷，确保10kV配电线路安全稳定运行。
        关键词：10kV；配电线路；避雷措施
        一、雷电的破坏
        在10kV线路的布设过程中，主要采用架空线的方式。有一些线路处于郊区或是野外很容易成为雷电袭击的对象。经过统计，我们发现在配电线路上出现电压超出85%的过电压数量，其中15%的原因都是由于雷电导致的。
        （1）雷电感应。天空中的带电云层和与大地之间产生的巨大静电场。在雷击作用下出现大范围的电力释放，当正负电荷与附近地面中的导体、电力线路以及金属设备相接时，就会产生束缚电荷。由于无法快速疏散电荷而形成了感应过电压。尤其是当雷击放电与输电线路相交时这种感应器过电压的数值可达到数百千伏，瞬间导致整个电力网络中的线路由于电流和电压过大出现绝缘闪络的现象，进而影响到整条线路上的所有连接的电气设备受到破坏。
        （2）直接雷击。当雷电直接击打在架空电线路或是与建筑物接触时，强大的雷电所造成的电波会沿着输电线路直接进到建筑内部。同时高电位以及闪络放电的原因造成室内电气设备的损坏。雷电生成的电流值和电压数值非常高，低则几万伏瞬间电压值可达到几百万伏。而且它出现的时间非常短暂，短时间所释放出的巨大能量从功率角度来看具有强大的破坏力。
        二、10kV配电线路产生雷击的主要原因
        10kV配电线路产生雷击的主要原因有：
        （1）绝缘水平比较差。雷电放电时，配电线路达不到雷击放电的绝缘水平，导致线路被击穿，在较短的时间内，配电线路无法保证其供电正常，从而引起线路跳闸故障停电或者雷电击坏线路设备和用户电器。
        （2）防雷水平比较低下。当前，很多地区主要采用安装避雷器、绝缘导线等一些防雷措施来防止10kV配电线路遭到雷击。这些措施已经无法满足当前配电线路保护的需要，运行时间一久，这些防雷设施的防雷性能就会有明显的降低，这对10kV配电线路防雷是非常不利的。
        （3）在安装配电线路的时候，施工人员对线路设备防雷性能不熟悉，施工不注意细节，很容易出现各种安全隐患，导致配电线路无法抵御雷击。在安装配电线路的时候，施工人员仅重视提高配电线路的安装质量，而忽视了防雷处理方面存在的问题。一旦出现雷击，就很容易给配电线路造成严重的危害，这样不但会降低配电线路的防雷效果，还会损坏配电线路。
        二、10kV配电线路需要采取的避雷措施
        1.对消弧线圈接地进行接地
        当雷雨天气10kV配电线遭遇雷电反应的时候，就会产生单向接地问题，单相接地电流如果超过熄弧临界值，就必然会对接地电流产生影响，对工频接地电流的稳定性造成一定的影响。单相接地电流如果没有达到熄弧临界值，当弧隙电压过零的时候，就会引发“熄弧”现象。单向接地电流如果超过熄弧临界值，当弧隙电压过零的时候，熄弧会被短折，弧隙被击穿，电网过电压就会产生，此时就会产生线路跳闸事故。根据根据本论文分析的案例可以明确，对消弧线圈采用主动跟踪的方法进行补偿。所以，10kV配电线路如果突然产生跳闸的现象，电力安全部门就要采取有效措施对配电线路进行调控，使得电网单相接地电流不足熄弧临界值，使得电弧被削减，起到离解呼吸介质的作用。采用自动消弧线圈接地方式，可以使得电网单相接地得到主动不畅，短路电流消失，残余电流不足10安培，使得线路的跳闸几率降低，保证了供电安全。
        2.采用不对称避雷线对配电线路实施保护
        10kV配电线路的覆盖范围非常广，一些区域地理环境非常复杂，包括山地、峡谷、丘陵等等，一些地势环境非常险恶。为了使得配电线路安全稳定地运行，就需要供电部门采用保护线路，如果杆塔接地电阻对保护措施不予以支持，就必然会受到当地气候环境的影响使得线路出现问题。如果是处于雷电多发地，很容易遭到雷击，导致线路故障产生。

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要避免10kV配电线路在运行中突然跳闸，就要就容易产生雷击的区域定位，对配电线路采取相应的保护措施。采用不对称避雷线对配电线路实施保护，用双避甭线架构是非常有效的，可以对当地的特殊就可以将受T"H1击概率差异，保护角设置出来，中侧的保护角要小于另一侧，这样就可以有效降低线路被电击穿的现象，由此可以降低线路跳闸的发生几率。
        3.采用先进的避雷器对配电线路实施保护
        多数的10kV配电线路所采用的避雷装置是氧化锌避雷器，但是，这种氧化锌避雷器没有将间隙隔离工频电压加以串联，由于长期而持续性地承受电网电压工频，过电压应力没有得到释放，就会由于线路过热而产生老化，由此导致热稳定问题。供电部门就需要检测供电线路的避雷装置，线路原有的避雷装置是需要重点检查的项目。对于存在问题的避雷器要及时拆除，对于可以继续使用的避雷器要做好定期维护，之后从安全的角度和经济的角度出发对避雷器的技术经济性问题进行研究，减少避雷器的安装数量，保证所安装的避雷器能够切实地起到防雷效果。如果线路变电站的前终有带间隙的线路避雷器安装在端杆塔上，最好是安装耐雷避雷器。比如，金属氧化物避雷器是最优的选择。所以，这种类型的避雷器不仅通电流的容量非常大，而且还起到很好的保护作用。金属氧化物避雷器的特点是动作灵敏度高，可以对200米范围内实施保护。将金属氧化物避雷器用于10kV配电线路上，就可以有效地降低雷害过电压引起的故障。所以，供电部门要选择安全性能高且具有很强的避雷性，具有防爆脱离功能的避雷装置，确保线段内外杆塔被雷击的时候，被保护线段的内部绝缘子和外部绝缘子就会产生闪络的问题。要绝缘水平尽心综合性考虑，安装避雷器的过程中，要避免避雷装置接地问题，避雷器接地电阻也会超标。
        4.重视配电线路本身绝缘能力的强化
        在强化配电线路绝缘能力的时候，电力企业应该分析10kV配电线路所处的环境情况，然后根据需要强化线路的绝缘能力，并定期检查线路本身的绝缘效果。例如，对接地装置进行接地电阻检测，对于那些不达标、存在缺陷的接地装置，要及时进行整改；针对接地设备制订严格的周期性管理规范，并根据防雷要求的数据检查接地装置绝缘能力。供电企业要想更好地配置配电线路，保证绝缘措施落实到位，就必须根据所处的环境来强化配电线路的绝缘能力。例如加装绝缘导线，确保配电线路本身的绝缘水平能够满足防雷需要，避免雷电给配电线路造成危害。
        5.重视电气设备的保护
        在电力系统中，10kV配电线路电气设备比较容易受到雷击的伤害。在雷击放电的时候，电气设备周围会形成一定的电磁感应，加上雷区的长期雷电作用，会给电气设备的正常运行造成很大的影响，严重时，会烧毁电气设备，给10kV配电线路的正常运行造成严重影响。10kV配电线路电气设备主要包含了线缆、开关、变压器、避雷器等。针对电气设备采取一些防雷措施能很好地提高电气设备运行方面的能力。比如为了避免变压器在遭遇雷击的时候受到破坏，可通过加装避雷器或者防雷线夹等措施进行接地防雷。将设备接地防雷方面的优势发挥出来，将产生的雷电导入到大地中去，能够很好地保护变压器。在10kV配电线路中，电气设备的作用是非常突出的，所以，必须分析电气设备的运行情况，并根据实际情况提出防雷措施，保证防雷装置安装的合理性，保证电气设备防雷的有效性。
        6.安装避雷线
        配网标准设计往往需考虑造价的问题，模块化设计时，采取的防雷措施都是安装避雷器，但在实际运行时，避雷器的防雷能力有限，且很难观察是否损坏，给运行造成很大的麻烦。在10kV配电线路防雷保护的时候，避雷线的作用是非常突出的，其能够很好地保证线路本身的绝缘水平。在雷电放电的时候，雷击感应产生电压要比避雷线小很多，这样避雷线能够很好地分担电压，截取雷击感应，进而保护绝缘导线。避雷线的保护能力较好，尤其在宽敞的地方，防雷处理效果更好。虽然避雷线的投入前成本比较高，但其投入后维护成本很低。
        结语
        10kV配电线路的运行水平会影响社会的正常发展，所以对其防雷电能力进行提升能够有效地确保电力网络的稳定运行。同时在设置过程中需要依照实际情况制定科学的解决策略，从而提高10kV配电线路的稳定性。
        参考文献：
        ［1］李恒洁．10kV配电线路防雷及对策分析［J］．科技与创新，2015（19）：154．
        ［2］黄石，卫志农，吴国梁，王华芳，靳宏伟．35kV配电线路防雷击断线措施的应用研究［J］．华东电力，2012，40（09）：1571-1575．