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10kV线路防雷研究

发表时间：2021/8/9 来源：《中国科技信息》2021年9月中作者：卓宇波

[导读] 配电线路是输送和供给分配给用户电能的重要设施，随着社会的发展，用户对配电线路的稳定性和安全可靠性要求越来越高，各个行业对电力能源的使用频率和依赖程度也越来越大。

广东电网有限责任公司潮州湘桥供电局卓宇波

摘要：配电线路是输送和供给分配给用户电能的重要设施，随着社会的发展，用户对配电线路的稳定性和安全可靠性要求越来越高，各个行业对电力能源的使用频率和依赖程度也越来越大。配电线路发生故障将会给各类用户带来严重的经济损失和生活上的不便。在中国东南沿海地区，每年的雷雨季节雷电将对配电线路产生很大的影响，对配电线路的安全性、可靠性和连续性将是一大挑战，供电企业必须加强重视，从不同方面使用有效办法、制定合理的防护措施针对雷电灾害，完善10kV配电线路的保护，降低和规避雷电所带来的各类灾害和损坏，为人们营造一个稳定放心的电力供应网络，促成电力行业的可持续发展，为地区经济发展打下坚实基础。
关键词：10kV线路；防雷；措施
        前言
        配电线路是电力输送的主要方式，若是配电系统受到了雷电入侵，配电线路将不能正常工作，会给人们对电力资源的使用带来严重影响。为了确保电力资源的稳定性，电力部门使用了各种有效措施规避雷电对配电线路的损坏。各类防雷措施在配电线路中使用，能够提升对雷电的抵抗能力，给电力提供一定的保障。
        1.10kV输配电线路雷击故障类型
        10kV配电线路非常容易受到天气影响，尤其是碰到雷雨等恶劣天气。在雷电雨等天气的作用下10kV配电线路可能会受到严重损坏。比如直接落到配电线路上的雷击会造成巨大的破坏作用，开关跳闸、保护设备被击穿、配电设备短路或者超压被烧毁等问题都可能发生，进而造成接地故障，严重影响配电网地安全经济运行。
        1.1直击雷
        直击雷会严重影响配电线路的正常运行，对线路、输配电设备以及配套元件都会造成一定的损坏。直击雷发生的同时往往伴随着很剧烈的闪电，导致绝缘部件失去功能，产生强烈的破坏性放电，造成区域性破坏，这给电力系统的平稳运行带来很大的隐患。
        1.2感应雷
        感应雷相对于直击雷所造成的一次损害要低很多，但是感应雷的发生频次要远远高于直击雷，因此实际上所造成的综合损失要比直击雷高出不少。配电网中超过60%的损失都与感应雷有着直接或间接的联系。在配电线路正常工作过程中，当出现感应雷现象时，线路中的电流短时间内会发生很大的变化，电流的快速变化通过电磁效应，会引起线路感应电压产生剧烈波动，较高的感应电压对配电线路本身地正常运行带来很大的影响，同时还在线路周围形成导电回路，对人员和建筑带来安全隐患，因此感应雷是我国雷电防护措施里的核心控制因素。
        2.10kV配电线路防雷中存有的问题
        2.1重点配电设备没有安装防雷器
观察中国东南沿海地区的防雷，存在为节省成本的考虑，在部分关键的配电设备中并未应用防雷措施，使其成为了雷击事故频发地带。部分有条件地区虽然加设了防雷装置，但是使用的防雷装置并不适用、安装不正确、性能不稳定等问题，即便有防雷措施的情况下依旧频频受到雷击干扰。
        2.2地电位提高
        但雷电电流通过地面导图进入大地过程中，若是雷电电流是10kA、接地电阻是10Ω，通过欧姆定律可以计算出电压差是100kV，此时电气设备的接地防护和入地电压点连接在一起，两处的电压都是100kV。这时若是把电气设备的接地保护放置在室内，将两者处在非共地面上，此时接地保护位置的电压为0，设备工作线路和外部有100kV电压差，从而引起地电位反击，破坏地电位提高范围内的设备。
        2.3配电线路没有进行防雷设计
        架空线路长时间暴露在自然环境中，受着风吹雨淋等恶劣环境的影响，甚至是台风、雷暴这种极端灾害，容易受到外力的损坏。按照10KV配电线路的设计原则，任何回路间都会保持适合的距离，若是一个节点受到雷击，工频续流会直接被击穿，线路中的各类设备会被破坏，造成线路故障。虽然合理控制雷云活动和配电线路的距离能够在一定程度上规避雷击损害程度，但是当前很多地区的架空配电线路未能使用对应的设计，使得雷击事故时常发生，线路没有抵抗力，造成经济损失。

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        3.做好10kV配网线路防雷工作的策略
        “堵塞”和“疏通”是架空绝缘电线进行防雷的基本准则。其中“堵塞”是指经过截流措施来预防导线于雷电击到之后工频出现续流起弧问题，“疏通”是指导线受雷击之后对于绝缘子的周围线路实施相应裸线疏通，避免发生烧灼一处问题的产生。这两类措施能够有效对配电线路进行保护。
        3.1根据实际情况架设避雷线和避雷器安装等措施
        （1）架空地线是为了预防雷电的直击作用。但对于现存电杆实施翻新改造，安装架空地线，工程量比较大，且成本投资高，施工难度较大，因此对现有10kV架空线路防雷措施的实施不是最优选择。
        （2）避雷器的安装，是现阶段运用最为广泛的措施之一，和架空地线比较工程量较小，而且小成本就能够使得雷电对配电线路损害有效下降。研究显示，场地当中安装避雷器数目和制约雷电电压标准具有紧密关联，假如需要在更大程度上使得配电线路雷电事故得到避免，需要对每个基干塔安装相应避雷器，进而在更大程度上使雷电问题出现概率降低。避雷器的安装可以选择带有串联间隙架空配电线路的复合避雷器，雷电流通过避雷设备间隙再经过避雷器进而导入大地，对雷电实施导流处理，进而对绝缘架空导线和设备起到一定保护作用，不会引遭受较强电流产生破坏，进而造成大面积停电问题。
        3.2采取长闪络型的避雷器并对其实施加固
        雷电直击配电线路，而绝缘水平只要是低于现在电压值的时候极易对于配电线路造成闪络问题，不过线路额定电压和电流强度等多方面因素均会造成线路闪络之后的短路问题。其中线路工作电压与闪络路径长度的比值是最主观且最关键的因素。线路设计的时候充分考虑到避雷设备和绝缘子间的配合，进而实现不对导线绝缘性能造成影响。或者能够在长闪络型避雷设备安装的时候，先对避雷设备被破坏绝缘的位置的绝缘性能实施加固处理，此后设计当中仅仅需要考虑长闪络的避雷设备和绝缘子间配合关系，这类措施相对而言是比较实行便利的，也可以对于线路绝缘性能起到较好的保护。社会技术逐渐进步发展，各类新型构造绝缘子非常多，关键改装为绝缘子绝缘层位置，把绝缘导线的局部绝缘层割开，使得电弧能够有效地在剥离位置内设施滑行，不会在对于导线某一位置烧灼，不会对导线造成不可挽回的破坏问题。而且，绝缘子的设计还要具有相应的灭弧外间隔，在雷电过压的时候，绝缘子能够对于电弧做即时切断处理，确保导线能够不受到电流的截断与破坏。
        3.3架空绝缘导线合理安装相应防弧金具
         这类措施比较适用在被破坏的绝缘导线绝缘层，其中具体措施将在下述几方面实施阐述：
        （1）对辐射型的线路需对于导线绝缘层实施一段剥离的处理措施，就是在绝缘子的附近轴线开始进行剥离，直至负荷侧位置100~150mm是最佳的剥离范围，在剥离之后应用着铝合金线夹，而且负荷侧的端架使其遭受雷击之后能够对电流具有推动作用，使得电流能够流往防弧夹，从而对导线进行保护。
        （2）环网线路与辐射型的线路相比，区别为需对于绝缘子的两侧绝缘层都实施剥离处理，再把防弧夹夹在剥离位置两端。在线路某部分发生故障时，能够及时对故障位置进行隔离，并控制两侧开关对负荷进行正常供电，既能够避免电网出现大面积的停电问题，还能够使得故障的抢修时间得到有效缩短，使得停电的损失减少。
        结束语
        长期以来，我国一直致力于研究解决电力系统安全性能的问题，为了有效降低因各类雷电活动造成电力系统设备故障的发生概率，提高电力系统的稳定性和安全性，现已研究提出了多种防雷处理办法以应对各类雷电事故。但是目前仍然普遍存在部分配电交流变压器中的绝缘体耐热性能明显退化的不良现象，对我国电力系统的正常稳定运行将会造成很大的影响。为了提高配电线路在电力系统中的安全性，将来会有更多的先进技术和配套措施在配电线路中得到广泛应用，从而大大提高10kV配电线路的安全性能，降低配电线路雷电故障的累计发生率及次数，提高供电的稳定性和安全可靠性。
参考文献：
[1]梁伟．10kV配电线路运行防雷措施的研究[J]．通信电源技术,2020,195(03):254－255．
[2]刘志芳．浅谈10kV配电线的防雷策略[J]．科技风,2020,421(17):200．