关于10KV线路防雷措施的探讨肖炳建

关于10KV线路防雷措施的探讨肖炳建

肖炳建

（广东电网有限责任公司惠州惠阳供电局镇隆供电所广东惠州516227）

摘要：由于10KV线路供电覆盖面较大、线路较长，而且主要是以架空线路为主，没有避雷线，暴露在野外，受到的雷击概率较大，如果防雷措施做的不好，很可能会在雷雨季节造成电力变压器损坏，严重影响供电安全。本文就针对10KV线路的防雷措施进行探讨。

关键词：10KV线路；防雷；措施

雷电作为自然界中的一种放电现象，雷击不仅会威胁生命安全，也会对电力线路、配电设备等造成破坏。而10kV电力系统是生产生活中应用广泛的电力系统，所以雷击现象必须引起重视，切实做好防雷工作。本文主要对雷害的形式和危害进行了阐述，并针对10kV线路的防雷措施进行了讨论。

1、雷电形成原因

雷电是一种大气中放电现象。雷在形成过程中，某些部分积聚起正电荷，另一部分积聚起负电荷，当这些电荷积聚到一定程度时，就产生放电现象。这种放电有的是在云层与云层之间进行，有的是在云层与大地之间进行。后一种放电也就是落雷，会破坏建筑物、电气设备，伤害人畜。这种放电时间短促，一般约50～100微秒，但电流则异常强大，能达到数万安培到数十万安培。放电时产生强烈的光，这就是闪电。闪电时，将释放出大量热能，瞬间能使空气温度升高1万～2万摄氏度，空气的压强可达70个大气压。这样大的能量，具有极大的破坏力，往往会造成火灾和人畜的伤亡。当空中的尘埃、冰晶等物质在云层中翻滚运动的时候，经过一些复杂过程，使这些物质分别带上了正电荷与负电荷。那么，由于同一种物质质量相当，又带上相同的电荷。经过运动，带上相同电荷的质量较重的物质会到达云层的下部（一般为负电荷）；带上相同电荷的质量较轻的物质会到达云层的上部（一般为正电荷）。这样，同性电荷的汇集就形成了一些带电中心。当异性带电中心之间的空气被其强大的电场击穿时，就形成云间放电。当带负电荷的云层向下靠近地面时，地面的凸出物、金属等会被感应出正电荷，随着电场的逐步增强，雷云向下形成下行先导，地面的物体形成向上闪流，二者相遇即形成对地放电。就会发生闪电击地，即雷击，造成雷电灾害。同样的道理，架空电力线路自然也是雷电经常光顾的对象。

2、雷害的形式以及特征

防止雷击输电设备而发生事故，保证输电设备的安全和稳定的供电，是我们电力部门的需要做的重要工作，这里我们先分析一下针对10kV线路经常出现的两种雷害形式，一般而言，雷击引起线路闪络的形式有两种：1）反击：雷电击在避雷线或者杆塔上，此时作用在线路绝缘上的电压达到或者超过其冲击放电电压，则发生自杆塔到导线的线路绝缘反击。其电压等于杆塔和导线间的电位差。雷击杆塔时，最初几乎全部电流都会流经杆塔以及其接地装置，随着时间的增加，相邻杆塔参与雷电流泄放入地的作用愈来愈大，从而使被击杆塔电位降低。为此，要求提高10kV线路无架空地线的绝缘水平外，应降低线路架空地线接地电阻。2）绕击：雷电直接击中相线。电击的概率与雷电在架空线路上的定向和迎面先导的发展有关，若迎面先导自导线向上发展，就将发生绕击。为此，要求加强线路绝缘、降低杆塔的接地电阻，重雷区的线路架设耦合地线等。对于10kV无架空线地线的线路，雷击概率很高。雷电流相当大时，则雷击电压过高，就近通过支持绝缘子对地放电，形成闪络，严重时引起线路断线、绝缘子击穿等故障。

3、雷击对10kV配电线路的危害以及原因分析

容易遭受雷击的杆塔大部分位于：山顶的高位杆塔或向阳半坡的高位杆塔；傍山又临水域地段的杆塔；山谷迎风气流口上的杆塔；处于两种不同土壤电阻率的土壤接合部的杆塔。1）架空电力线路由雷电产生的过电压有2种：一种是雷击于线路或杆塔引起的直击雷过电压；另一种是雷电产生电磁感应所引起的感应雷过电压。10kV配电系统承担着直接向用户供电的任务，具有分布广、设备多、绝缘水平低等特点，易因雷击造成绝缘击穿事故和停电事故。2）雷击产生故障的原因分析。雷击10kV架空电力线路事故有很多种，有绝缘子击穿或爆裂、断线、配电变压器烧毁等。雷击事故，与雷击线路这一客观原因有较大关系，和设备缺陷也有很大关系。A绝缘子质量不过关。尤其是P-15型、P-20型针式绝缘子质量存在缺陷。近年来，笔者所在地区频频发生雷击针式绝缘子爆裂事故，引起10kV线路接地或相间短路故障。B10kV线路防雷措施不完善。早在1998年底开始，很多地区安装保护配电变压器的避雷器已更换为氧化锌避雷器，但一些距离较长的10kV架空电力线路，却没有安装线路型氧化锌避雷器。C导线连接器接触不良。很多地区以前都习惯使用并沟线夹作为10kV线路的连接器，甚至直接缠绕接线。并沟线夹连接或缠绕接线都不是导线的最佳连接方法，因而导致导线接触不良，经受不住雷击电流的强力冲击。D避雷器接地装置不合格。不合格的接地装置接地电阻阻值大于10Ω，使泄流能力降低，雷击电流不能快速流人大地。

4、10kV线路防雷措施

4.1交叉线路加装配合式保护间隙

对于10kV配电线路相互交叉和与低电压线路、通讯线、闭路电视线交叉的线路，其交叉时上下导线间的垂直距离最小允许值应符合规定的数值。如果工作距离较小空气间隙可能被雷电所击穿，使两条相互交叉的线路发生故障跳闸，并将引起线路继电保护非选择性动作，从而可能扩大为系统事故。所以在线路交叉跨越地段的两端，有必要加装配合式保护间隙。

4.2改善杆塔的接地

当雷击线路时，只有把强大的雷电流快速泄入大地，才是对线路和电气设备最有效的保护。对于10kV线路上的杆塔、避雷器、避雷针等，首先要保证接地引下线连接牢靠，更重要的是接地电阻要符合要求。防雷接地电阻测试至少每2年一次，测试时间要避开雨水季节，一般应选择3月份进行。10kV线路上的断路器和隔离开关上的避雷器接地电阻不大于10Ω、避雷针的接地电阻不大于10Ω，100kVA及以上的变压器接地电阻不大于4Ω，100kVA以下的变压器接地电阻不大于10Ω。对土壤电阻率高、接地电阻达不到要求的地方，可采用延长接地线、增加接地极、添加降阻剂等方法降低接地电阻。

4.3采用自动重合闸或者自重合熔断器作辅助防雷措施

当线路受雷击时，10kV线路要完全避免相间短路是不可能的，此时断路器跳闸或熔断器自动跌开，电弧熄灭，经过0.5s或稍长一点时间后又自动合上，电弧一般不会复燃，又能恢复供电。线路受雷击停电时间很短，对一般用户影响不大，从而减轻雷害事故的影响。

4.4加强对绝缘薄弱点的保护

线路上个别高度特别高的电杆、线路交叉跨越处、线路上的电缆头、开关、电容等处，就全线路来说，他们是线路的绝缘薄弱点。雷击时这些地方最容易发生短路。对这些薄弱点处，需装设避雷器或保护间隙加以保护，多雷区及易击点或在山顶高位的杆塔，可在杆塔顶部装设避雷针，作为防雷保护。

5、结束语

10kV电力系统的防雷措施多种多样，各地10kV电力系统实际情况又不尽相同。单独采用某一种方法要达到理想的防雷效果是不太可能的，必须采用多种方法相结合。上述两种新的防雷方法是简单、经济的可行方法，如果在资金允许的情况下，还可以采取更多有效的方法，如：加装消弧线圈和放电间隙配合以尽快熄灭电弧、增高避雷线、避雷线与避雷器相结合、区域雷电监测等。因地制宜，合理地选择防雷保护措施，提高10kV电力系统防雷保护的效果。

参考文献

[1]刘群,余华.线路避雷器在易击区的应用[J].农村电气化,2009.

[2]张峰.浅析输电线路的防雷措施[J].广东科技,2009.