如何规划配置10kV线路避雷设施

如何规划配置10kV线路避雷设施

陈扬

（广东电网有限责任公司茂名信宜供电局广东省茂名市信宜市525300）

摘要：电力在我国具有着无比的重要意义。如果失去了稳定的电力供应，将会有很多的企业无法进行生产，人民的正常生活也会受到干扰。10kV的电力电缆是电力运输的一个重要载体，如果这种电力电缆出现了问题，那么我国的电力运输事业将会面临重大的灾难。电力电缆在运行的过程当中，对于避雷设施有着比较严格的要求，达不到这种要求，电力电缆就会很容易出现问题。因此，我们大量的运用了避雷线这种装置。在下文当中，我们将对避雷线防雷的性能进行简单的分析，同时进行数据的计算和分析，希望可以对相关部门工作的开展提供一定的帮助。

关键词：规划；配置；10kV线路避雷设施

雷电是我们日常生活中的一种非常常见的自然现象，但是这种自然现象通常会伴随着一些比较严重的恶劣影响。为了减少雷电现象对人们正常生活造成的影响，通常建筑物都会设有避雷针或是防雷装置，以保证建筑使用者和建筑本身的安全。但是10kV配电线路在一般情况下都是直接裸露在空气中的，如果遭受到雷电击穿，由于线路本身带电，而输电线的导电性能通常比较好，其带来的影响将会更为严重，很可能直接引起输电线所连接的机械设备的燃烧，或者造成波及范围更大的爆炸事故的发生。这样来看，我们进行10KV香炉避雷设施的规划和配置是极其必要的了。

1、避雷线防雷的性能进行分析

1.1直击雷防护性能

直击雷指带电的云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象，主要危害建筑物、建筑物内电子设备和人。对于10kV线路来讲，直击雷带来的危害也是极其巨大的。直击雷的电压峰值通常可达几万伏甚至几百万伏，电流峰值可达几十kA乃至几百kA，其之所以破坏性很强，主要原因是雷云所蕴藏的能量在极短的时间（其持续时间通常只有几us到几百us）就释放出来，从瞬间功率来讲，是巨大的。因此，我们采用了新型的避雷线并且建立了一个完善的检查维护制度。这个制度能够覆盖电缆维护当中的绝大部分问题。检查，主要就是为了发现电缆运行当中遇到的一些小问题，比如接触不良、电缆断裂等。发现了这样的问题，我们才能够及时的对它们进行处理，以防止这些小问题慢慢的形成重大的事故。做好了定期检查工作，日常维护才算得上合格。其次，一旦发现了电缆出现了问题，相关的部门也应当第一时间赶到现场，对电缆进行及时的抢修。这样一来，就可以有效的减少直击雷所能够带来的危害了。

1.2感应雷防护的能力

十七世纪中叶，美国科学家富兰克林通过风筝试验，证明雷击就是一个剧烈放电过程，并随后发明了最初的避雷针。随后的200多年，人类对雷电的认识更加深刻。人们明白了，雷电如果短时间剧烈地直接作用在建筑物或者导体上造成了破坏，这种雷击叫直击雷。直击雷是需要通过接闪装置（如避雷针、均压带等）将雷电引入大地，来避免雷击作用在建筑物或者人身上。然而，有些时候，明明雷云只是接近但没有直接击中建筑物，建筑物内的金属设备也产生了电火花。人们把这种没有直接击中，只是感应到雷击能量的现象称为感应雷。感应雷也称为雷电感应或感应过电压，根据产生的原理不同，分为：静电感应雷和电磁感应雷。无论是那种形式的感应雷，都可能会对10kV线路带来危害。当这种危害产生之后，就可能会严重制约其他许多产业的健康发展。在这方面，国家已经调配了一部分的资金，但是这还远远不能够确保10kV线路始终能够不受感应雷的影响。为了能够做好10kV线路的感应雷防护工作，国家还应当加大对于这方面的资金投入和政策支持力度。有了充足的资金供应和有力的政策支持，相关部门才有能力购置更加先进的避雷线设备，才有能力培养出更多更优秀的专业技术人才，才可以更好的做好相关的日常维护工作。而只有做好的电力电缆的日常维护工作，我们才可以杜绝一些雷击危害的发生，电力的供应才会得到有效的保障，电力资源才可以创造出更大的效益。从这个角度来看，我们对于10kV电力避雷设备的资金投入，最终都将转化为电力资源所能够带来的巨大效益。

2、针对避雷线的耦合性进行计算和分析

2.1.避雷线的耦合性能

耦合性(Coupling)，也叫耦合度，是对模块间关联程度的度量。耦合的强弱取决于模块间接口的复杂性、调用模块的方式以及通过界面传送数据的多少。模块间的耦合度是指模块之间的依赖关系，包括控制关系、调用关系、数据传递关系。模块间联系越多，其耦合性越强，同时表明其独立性越差(降低耦合性，可以提高其独立性)。软件设计中通常用耦合度和内聚度作为衡量模块独立程度的标准。划分模块的一个准则就是高内聚低耦合。而在避雷线的应用过程当中，其耦合性则显示出避雷线的性能好坏。单独架设避雷线后的雷电流分布如图所示。同样可列Maxwell方程组

下标1、2、3、4分别表示保护线、馈电线、接触线、避雷线。由于馈电线比接触线更容易发生闪络，因此重点考虑对馈电线的雷电防护效果，计算中改变馈电线保护角θ，比较2种方案的耦合系数。同时计算接触网改造之后馈电线的耦合电压增加百分数，计算结果如本页下方的表图所示。

2.2避雷线处在不同支架高度的耦合系数分析和计算

保护线升高后雷击支柱时雷电流分布会发生一定的变化，根据雷电流分布列出Maxwell方程组，波阻抗计算式如式(3)、(4)所示：

式中：hk和rk（k=1、2、3）分别为导线高度和导线半径；dkn′和dkn（k=1、2、3，n′=1、2、3，n=1、2、3）分别为导线之间距离和镜像距离Zkk和Zkn（k=1、2、3，n=1、2、3）分别为自波阻抗和互波阻抗；下标1、2、3分别表示保护线、馈电线、接触线。

2.310kV线路架设避雷线PSCAD仿真分析

众所周知，10kV线路架设避雷线在当今时代具有十分重要的意义。如果做不好这项工作，国家的10kV线路就有可能会面临着遭受雷击的风险。这种现象一旦发生，将会对人们的正常生活和工厂的正常作业带来极大的干扰作用。因此，为了能够更好的完成这项工作，我们应当积极的采取各种手段，来辅助避雷线的建设。上文当中我们重点讨论了避雷线的各种性能和参数，在下文当中，我们将主要进行10kV线路架设避雷线的仿真分析。这种分析，我们是建立在PS和CAD两款软件的基础之上的。一个方案要想做的成功，仿真和模拟是必不可少的一个步骤。对于10kV线路架设避雷线工程来讲，这一点显得更加重要。我们可以通过对于既定方案的软件仿真，获得一个大致的工程结果，然后模拟一下不同程度的雷击所能够造成的影响，从而分析出这些避雷线的假设是否合理。通过这样一次次的模拟和分析，我们就可以一步步的获得一个更加优化的避雷线假设方案，从而更大程度上的保护国家的基准电缆。这样一来，我们的这项工程才可以发挥出最大的作用，更好的为我国国民和各个产业服务，带来巨大的经济效益和社会效益。

3、结论

在１０kV配电线路进行运转时，如果遭受到雷击就有一定的概率造成线路无法顺利的运转，所以防雷处理就显得极为关键。为此，相关从业者应对雷击出现的原因展开深入的研究，且务必要在初期就做好相应的预防，避免遭受雷击影响，使其安全性有所保障。本文中，我们主要介绍了一款避雷线的防雷性能，并且对相关的数据进行了简单的计算。通过计算，我们得知了这种避雷线的耦合性能，同时研究了不同高度下假设避雷线的区别，最后，我们对10kV配电线路避雷线假设的软件仿真模拟进行了简单的介绍。

参考文献

[1]曹晓斌,田明明,李瑞芳,杜俊乐,高竹青.避雷线架设方式对自耦变压器供电方式接触网反击耐雷性能的影响[J].高电压技术,2016,42(11):3562-3568.

[2]陈银勇.探讨10kV架空配电线路避雷线架设高度[J].通讯世界,2017(21):285-286.