关于10千伏配网线路防雷技术措施张俊果

关于10千伏配网线路防雷技术措施张俊果

张俊果

(国网山西省电力公司盂县供电公司山西盂县045100)

摘要：随着社会的发展，我国的用电量不断增加，电网运行发展迅速。10kV配网线路的运行统计数据表明，配网输电线路雷害事故发生概率较高，降低了配网的供电可靠性及电网的安全，因此研究配网输电线路的防雷保护措施具有非常重要的实际意义。本文以10kV配网输电线路作为研究对象，从多个角度分析了配网输电线路雷电事故频发的原因，根据目前严峻的防雷形势，提出了几点切实可行的防雷保护策略。

关键词：防雷；保护策略

引言

在电力系统的运行过程中，自然灾害对其产生了不容忽视的威胁，而雷电又成为其中的最大危害。对于电力系统研究而言，防雷技术研究始终是一项重要内容，lOkV配电网基于自身设备多且分布广的特点与用户建立起密切的联系，但当前的lOkV配电线路缺少避雷线保护，绝缘水平不高，很容易发生雷击事故，进而对用户用电状况甚至是人身安全产生负而影响，因此其防雷保护与电网运行的安全性与可靠性有直接的关系，需引起足够的重视。

1雷电的产生与危害

配网线路防雷技术与措施的具体分析应以对雷电意义、形成、特征以及危害等内容的了解为基础，作为大自然中的一种常见现象，雷电的形成需要经历复杂的过程，在雷雨天气中，大气中饱和的水蒸气遇冷后会在上升气流的冲击下形成电荷不同的水滴，其中带有负电离子的水滴与气流组相伴随会形成雷云，空气中电荷大小不同的雷云会产生撞击，继而放射出电流形成雷电。雷电流在放电的过程中，温度高达2万℃左右，但其放电时间非常短，仅有30至50us。强大电流在如此之短时间内的产生会令空气迅速膨胀，进而生成极为刺眼的耀光以及巨大的声响。放电的雷电流与电磁效应、热效应以及机械效应相伴随，会对电气设备以及建筑设施产生极大的危害。在雷云放电的过程中，由主放电引起的电磁场会在雷击点及其周围的金属机构与导线上生成感应电压，在一定条件下，其幅值甚至会达到几十万伏，这会击穿电气设备绝缘，更为严重地，还会引发爆炸与火灾等灾难，对人们的人身安全与财产安全造成严重的损害。在通过导体之时，雷电还会有巨大的热量产生，这部分热量能够熔化金属导体。而在对地放电的过程中，雷云还会产生巨大的机械力，对电气设备造成损坏。实际上，这部分机械效应的产生原因在于雷电流在通过之时会在介质中残留一些电荷，这部分电荷之间发生碰撞会产生一定的静电力，进而引发机械效应。

2配电线路遭受雷电攻击的缘由

大多数配电线路暴露在户外，很容易遭受雷击，而以下几种原因又加剧了雷击配电线路引发跳闸的可能性，具体有以下5点：①部分线路的铁塔、开关、配电变压器等设备的接地线往往会出现被盗的情况，这使得线路和设备无法得到有效的保护。另外，被盗的接地线无法及时接上也大大增加了雷击线路和设备的概率。②在10kV的低压配网线路的上方会交叉存在较多的110kV的高压线路，而高压的线路会引来雷电。但是，10kV的低压配网线路自身的防雷设计不及高压等级线路的防雷设计，所以，很容易受到雷击。③基于设计上的原因，一些lOkV线路对针式绝缘子予以采用，虽然它们在线路档距跨度大、抵御恶劣环境上的应用效果比瓷横担好很多，但对于自身的内部击穿现象却不容易发现，加之当前我国所采用的针式绝缘子以耐压35kV绝缘子为主，它们在被强雷电击穿或击破之时依旧能够正常工作(原因在于绝缘子具有耐压高的特征)，在这种状态下，问题很难通过简单的巡视被发现，隐患与薄弱环节的存在使得线路容易遭受雷害的影响;④配电变压器地网、开关、线路杆塔等设备的不规范安装也会造成10kV低压配网线路的遭受雷击。⑤测试接地电阻的方法不规范、仪器不准确，由此引发的误判断及其留下的安全隐患也会造成配电线路遭受雷击。

3我国10kV配网线路的主要防雷技术与措施

3.1提高线路绝缘水平以降低闪络概率

感应雷过电压的特点是，幅值相对较小但变化范围较大，主要与雷云活动有关。当雷云活动离配电网线路较近时，感应雷过电压较大，可能会使得配电网线路发生绝缘击穿。而当雷电活动离配电网线路较小时，其幅值较小，对配网运行影响不大。感应雷过电压主要影响架空线路，所以通过使用架空绝缘线路能够对配电网线路的绝缘水平起到一定的提高。但是架空绝缘导线主要是防止接地问题，对防雷不能起到决定性的作用。因此使用放电电压较高的绝缘子，才能真正有效提高配网线路的绝缘水平，优化线路的耐雷性能。对于老式绝缘子或者已经老化的劣质绝缘子，应及时进行更换，以减少配电网线路的绝缘薄弱点。对于同塔多回路的情况，由于各回路之间绝缘距离较小，发生雷电击穿后产生游离的电弧可能会波及到相邻的回路，导致多回路发生接地事故。针对上述情况可以采取增强线路绝缘的方案，将架空裸导线更换为架空绝缘导线，并增加绝缘子片数。在导线和绝缘子之间采取多种措施增加线路绝缘水平。

3.2防止架空绝缘导线雷击断线

通过在架空绝缘导线上提高线路局部绝缘水平，既可以起到防雷效果，又可以降低成本。其方法为在绝缘导线固定处将绝缘加厚。通过加强局部的绝缘，可以使加强绝缘边沿才会放电，或者是要将加强的绝缘皮击穿才能放电，线路的冲击放电电压明显得到提高。在架空输电线路易击段或重要配电设备处安装避雷器，也能够对架空绝缘线路起到良好的防雷效果。考虑到避雷器运行环境较为恶劣，而老式避雷器容易老化、故障率高，所以避雷器优先选择氧化锌避雷器。在绝缘子两端安装并联放电间隙。将间隙的放电电压设置在等于或略大于娟子冲击放电电压，对于防止绝缘层击穿能够起到良好的效果。其原理为当有雷击过电压时时，放电只在保护间隙之间发生，而避免了绝缘导线被击穿。

3.3对lOkV配网设备防雷保护技术予以采用

3.3.1采用配电变压器防雷技术

为了对配电变压器实施良好的保护，需要在低压侧进行低压避雷器的设置，同时做到与变压器的外壳以及高压侧变压器、低压侧中性点都接地，亦即所谓的“四点工一地”。

3.3.2采用柱上开关防雷技术

为了向电网的安全性提供可靠的保证，在一般情况下，需要在lOkV的电网中进行柱上开关与刀闸的安装。采取这种措施，既能够使配网线路的运行具有一定的灵活性，还能在一定水平上提高供电的可靠性。所以，柱上开关的防雷措施应引起足够的重视并得到相应强化。具体地，可以在开关或刀闸的两侧进行避雷器的安装，以此保护配网线路，对雷击带来的风险予以降低。

3.3.3采用电缆分支箱防雷技术

lOkV的电缆化环网供电系统需要采取合理的措施对感应雷通过电压进行抑制，而其所需设备又以避雷器的应用为多。避雷器所保护的具体位置需要视实际情况进行详细考虑。在对避雷器进行选择的过程中，应将具有防爆脱离功能与免维修无间隙金属氧化锌的避雷器视为首选。

结语

城市配电网遭受雷击的概率较小，因此防雷保护的重点应当在城乡结合部以及农村电网的架空配电线路上。通过有效提高线路的绝缘水平、在线路重点部位安装避雷器、采用并联间隙保护等策略，能够有效提高输电线路防雷水平。在实际应用中，应结合现场实际情况，综合采用多种防雷措施，才能有效减少线路雷害事故的发生，提高配网输电线路的供电可靠性。

参考文献:

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