10kV配电线路差异化防雷技术

10kV配电线路差异化防雷技术

王耀郭煌彭积城吴剑钊

国网宁德供电公司福建宁德352100

摘要：防雷是配电线路、设备降低故障率的重要措施，也是如今最热门的课题之一。据统计，近年来强雷区、多雷区配电线路、设备受“外力破坏-雷击”引起的故障占总故障次数比例高达60%以上。而如今配网防雷措施较为薄弱，雷害是如今故障停电的主要原因，严重影响供电可靠性，鉴于此，本文对10kV配电线路差异化防雷技术进行了分析探讨，仅供参考。

关键词：10kV配电线路；差异化防雷；技术

一、差异化运维指导思想

在人力资源配置紧缺的情况下，为解决配网巡维日常需求，提高配网巡维的针对性，提升现场配网运维效率，确保配网设备稳定运行，以线路分级为出发点，动态调整线路巡视周期，使运行人员清楚地知道“线路设备风险评估状态”“线路的重要程度”“什么时间需到什么地方以什么标准用什么技术手段进行什么内容”的巡维工作。综合考虑设备线路在配电网中的重要程度、健康状态以及外部环境因素等条件的作用，建立配网设备差异化运维新模式。

二、雷电对10kV配网的危害机理

1、直击雷（或者绕击雷）

直击雷指雷云直接向电力设施放电，由于10kV配电线路、设备相对于输电线路，对地距离有限，且由于附近高层建筑、植被等有一定的避雷效果，故10kV配电线路、设备受直击雷概率相当小。若受雷电直击，线路、设备将立即击穿，常常造成绝缘子击穿、闪络，导线烧断，设备烧坏等故障。

2、感应雷

受直击雷电流的电磁感应，及雷云对设备、线路的静电感应影响，配电网容易出现感应雷过电压，若过电压峰值过高或配网防雷强度不足，则容易引起设备故障、绝缘子闪络或击穿等问题。

3、反击过电压（或雷电波入侵）

雷击杆塔或配网建筑物，因杆塔的电感和接地电阻，容易引起良好接地的不带电体具有较高电势，其与10kV配电线路、设备的电势差容易引起绝缘子闪络，将过电压引入配电网络，引起连锁故障。

三、10kV配电线路差异化防雷技术

1、加强对雷击高发区域的防范意识

在某些地区，比如海拔较高地区出现雷暴现象的几率较高，针对此类雷击高发区域一定要制定要针对性防雷击设施的布设。防雷击设施的布设首先需要技术人员针对该地区以往的雷击情况进行详细的调查，收集相关信息参数，这样才能对雷击的频率进行科学、合理的评估，从而更有针对性的进行相关设施的布设。除此之外，在雷击高发区域一定要加强配电线路的检测工作。这是因为，在雷击高发区域内，配电线路任何一点细微的问题，都有可能引来雷电的袭击，导致配电线路被破坏。因此，技术人员需要定期对配电线路进行检修、维护，及时发现线路中存在的问题并进行处理，这样才能进一步提升配电线路的防雷效果，确保线路的安全运行。

2、并联间隙防雷

对于一些特殊地理位置的配电线路，如沿海，山区，丘陵地区，地形地势复杂，雷电活动频繁，常规防雷方法往往达不到预期的防雷效果，因此进一步研究适合特殊地理环境的防雷措施还是很有必要的。并联间隙防雷是和传统的防雷保护方式不同的一种“疏导型”的防雷保护方式。采用间隙装置与绝缘子串并联，接闪雷电，疏导工频电弧，虽有雷击闪络，但无永久性故障，重合闸能够成功动作，从而有效地防止绝缘子损坏，避免雷击事故发生。并联间隙装置的作用机理是：在绝缘子串两端并联一对金属电极（又称招弧角/引弧角），构成保护间隙。当架空线路遭受雷击时，并联间隙因冲击放电电压低于绝缘子串的放电电压，故首先放电，随后产生工频短路电弧。短路电弧在电动力和热浮力的作用下，向远离绝缘子串的方向运动，最后稳定在并联间隙端部进行燃烧，直至跳闸熄灭。由于电弧被拉向遠离绝缘子串的方向，从而避免了其对绝缘子串的灼烧，有效地保护了绝缘子串不受损伤。

3、开展配网加装避雷线及杆塔改造应用研究

首先，建立输电线路感应雷计算模型，包括：雷击时空间电磁耦合的计算模型、考虑入地电流频变特性的感应电压计算模型、考虑全回路参数频变特性的计算模型等。其次，建立输电线路杆塔多阻抗模型，对杆塔接地电阻的降低进行分析研究，计算导线、避雷线击距和地面击距，分析研究如何进行避雷线的选择及架设。最后，确定避雷线选择及杆塔改造方案。

4、不同配电设备差异化防雷

10kV架空线路的防雷的主要目的是尽量减少雷击断线、雷击过电压跳闸及绝缘子损坏。雷击断线最有有效的防雷方式是，配电线路采用裸导线或架空避雷线。因此对于雷害频繁发成地区且不用考虑线树矛盾、人员安全隐患或异物短路少发区应优先考虑采用裸导线架设；在防雷经济技术指标合理的情况下也可以架设避雷线保护。

雷击过电压跳闸及绝缘子损坏的防雷主要方式有：提高配电架空线路的绝缘水平、装设外串联间隙避雷器及配置合理的接地装置。提高配电架空线路的绝缘水平有：提高直线柱的绝缘子雷电全波冲击耐受电压、增加瓷绝缘子的片数、在雷电频发区采用绝缘横担。装设外串联间隙避雷器及配置合理的接地装置，要求有重要用户雷电易击段、雷电频发段和跨越河流、山谷等大档距的双侧杆应每基杆每相架空线安装避雷器；装设避雷器的线段首末段应配置合理的接地装置，即接地装置应尽量降低接地电阻，且不超过30Ω。

柱上设备的防雷主要目的是尽量减少雷击引起设备损坏，同事最大限度降低雷击引起设备跳闸。柱上变压器、柱上负荷开关、柱上断路器、柱上隔离开关、柱上电缆等柱上设备及线路末端无设备的终端杆应在电源侧装设无间隙避雷器保护，其中常开的柱上开关应在开关两侧装设避雷器。保护柱上设备装设的无间隙避雷器均应配置合理的接地装置，其接地装置应尽量降低接地电阻，当容量100kVA及以上变压器接地电阻不应该大于4Ω，当容量100kVA及以下变压器接地电阻不应该大于10Ω。

电缆和站房的防雷的主要目的是尽量减少雷击引起电缆或站房内设备的损坏，同事最大限度降低雷击引起配电线路跳闸。电缆的防雷要求除了满足电缆保护层防雷的要求，还要求与架空线路连接处应装设无间隙避雷器。站房的防雷应在10kV侧母线和每回进、出线安装无间隙避雷器保护；在馈出低压侧同是配置无间隙避雷器保护。

5、合理选用线路避雷器

10kV线路避雷器推荐安装跌落式间隙保护器。跌落式间隙保护器是通过由架空导线引下线连接到一个专用绝缘子的引弧棒与跌落式氧化锌限流元件（接地）和与之形成的空气串联间隙组成的一种架空线路防雷装置，具有带地网引流速度快、速速切断工频续流、灭弧能力强等优点。每2-4基杆塔安装1组跌落式间隙保护器为宜，易受雷击线路或耐张杆塔可每基安装1组，其接地电阻必须小于30欧（铁塔上安装的可利用铁塔接地即可满足要求），根据实际情况安装配套的放电计数器。若分支线安装，须在分支线#1杆塔安装1组，防止侵入雷电流影响主干线。不建议安装分体式的过电压保护器（也称间隙保护器），首先，其多次放电后容易变型，不再起到防雷效果；其次，其一端直接安装在导线上，另一端常与金具同螺丝安装，容易因变型或螺丝松脱导致线路接地或相间短路故障。

结束语

综上所述，要想保障配电线路更加安全稳定的运行，就一定要做好防雷工作，降低雷电的袭击的可能性。

参考文献：

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