10kv配电线路防雷水平提高方法陈柏昌

10kv配电线路防雷水平提高方法陈柏昌

陈柏昌

（广东电网有限责任公司肇庆鼎湖供电局广东省526070）

摘要：随着我国社会经济的不断发展，电力事业得到了很大的提升，目前已经拥有非常完善和科学的电力系统。10kV的电力系统配电设备防雷设计会直接关系到电力系统的整体运行状况，对保障电力系统的安全性与稳定性具有非常重要的意义。因此，本文根据10kV架空线路常发生故障的特点，并结合10kV配电线路的运行特点，认真研究了10kV配电线路的防雷保护措施，对于保证10kV配电线路安全运行具有重要的实际意义。

关键词：10kv配电；线路防雷；方法

引言

随着经济和社会的发展，人们对电能的依赖日益增加，对供电可靠性的要求也越来越高。10kV配电网络由于网状的网络结构比较复杂，绝缘水平较低，不但直击雷能够造成雷害事故，且感应雷也能造成较大的危害。因此，需要分析10kv配电线路在防雷措施和防雷设备上存在的缺陷和不足，寻找有效的、合理的防雷措施，降低雷击跳闸率，减少配电设备及用户设备的雷击损坏率，从而提高用电人员的安全及配电线路的安全可靠性。

1.10kV配电线路雷击过电压形式与特征

1.1形式

一般情况下10kV配电线路雷击过电压的主要形式有两种，第一种是直接雷过电压，也就是说雷云直接击中一些电力设备，存在很强电流的雷电通过电力设备和大地相连，致使电力设备出现很强的电压。另外一种则是感应雷过电压，是指雷云并没有直接击中电力设备，而是击中了电力设备附近的地面，受到电磁感应的作用，使得电力设备本身带上了电。

1.2特征

通过查阅相关文献发现，通常情况下10KV配电线路发生雷击都是受到感应雷过电压而产生的，因为受到直击雷过电压而出现的10KV配电线路故障几率通常都会比较小。当阴雨天气时，雷云击中线路周边的地面，就会对地面附近的电力装置产生影响，电力装置会出现电磁感应现象，然后10KV配电线路上就会出现感应过电压。所产生的感应过电压一旦超过80kv就会使得配电线路的实际电压超过电路所设定的电压上限，致使10KV配电线路跳闸，不能够进行正常的输电。

2.10kV架空配电线路感应雷过电压

作为配电线路雷击过电压的两种不同形式，直击雷过电压指的是在雷在云层中击中物体的一瞬间产生极高电压降。而产生在线路中感应雷过电压则是由物体在受到雷击时由电磁感应引发的，本文主要讨论的是感应雷过电压的产生原理和电压幅值的计算。

2.1感应雷过电压的产生机理

雷云主要表现形式为是负极性。因此在介绍感应雷过电压的产生机理的过程中，我们是以负极性雷电做例子。导线上的带点电荷会沿线路方向的电场方向进行定向移动，而雷电的先导放电过程中，由于电荷移动速度限制不能产生电流，但线路受到雷云放电，在通道中的电荷产生电流的过程中，通道中的磁场发生改变会产生感应电压，即为感应雷过电压的静电分量，而由于周围磁场发生改变，导致感应电压的产生，被称之为电磁分量。由于静电分量比电磁分量大得多，所以主要是以静电分量为主来讨论感应雷过电压幅值。

2.2感应雷过电压的计算

图1架空线路感应雷过电压计算模型

为了更好的实现绝缘防雷，在采取有效措施前，必须对进行防雷绝缘设计的线路进行感应雷过电压数值计算，这是在进行防雷过程实施中不可或缺的一个步骤。在进行感应雷过电压的计算过程中，我们利用电磁场发将研究对象定为静电感应电压。由图1所示的计算模型可知，架空线C与雷击点O的距离记为S，hd是导线距离地面的高度，EY为在任意一点A处的电场强度的垂直分量，有此可以得出：

EyA=（λ/2πε0）（1/（式1），在式中，ε0表示的是空气介电常数；λ表示的是雷电先导的电荷线密度；y表示的是A点距离地面的高度。

在进行理论值计算的同时，也必须对在工程中的实际情况的修正系数进行分析，才可以求出较为精确的算出架空线路上静电感应雷过电压，求得幅值为：Um=KK1Ihd/S（式2），常数K=1/2πε0v；修正系数K1，K1=0.6～0.9；I表示的是雷电流。

3.10kV配电线路的防雷措施

3.1提高线路的绝缘水平

感应雷过电压主要是针对架空线路起作用，虽然在配电网中现已大量使用架空绝缘线路，能小幅度的提高配电线路的绝缘水平，但是架空绝缘导线主要是针对树相矛盾等问题，就防雷的角度而言无法起到决定性作用，因此需要更换冲击U50%放电电压较高的绝缘子，以提高配电线路的绝缘水平，提高配电线路的耐雷水平。与此同时，可将裸导线绝缘导线、增加绝缘子片数、在导线与绝缘子之间增加绝缘片、更换绝缘子型号等方法提高线路的绝缘水平。如在大部分采用P15绝缘子的地区，出于防雷水平的考虑，可选择性的将P15绝缘子更换为P20绝缘子。

3.2架空绝缘导线雷击断线防护措施

针对架空绝缘线路的雷击断线事故，主要采取如下三点措施：（1）提高线路局部绝缘水平。为了降低线路造价，可采用架空绝缘导线加强局部绝缘的方式，即在绝缘导线固定处加厚绝缘，使放电只能从加强绝缘边沿处或者是击穿绝缘皮厚击穿导线；（2）安装避雷器。在10kV配电线路中可选用免维护氧化锌避雷器，对配电线路中的易击段进行有选择的安装，安装处除线路中的易击段外还应在相应的配电设备进行安装；（3）在绝缘子两端并联放电间隙。把绝缘子两端并联保护间隙的放电电压调整到等于或略大于绝缘子的冲击放电电压，线路的雷电放电就会在保护间隙问发生，从而有效的防止绝缘导线的击穿。

3.3针对不同的网络结构采用不同的中性点接地方式

当线路中出现的故障不是自恢复性故障时，投用消弧线圈会导致故障范围的扩大，有可能引起相间短路，无法起到降低线路建弧率的作用，而在架空绝缘导线出现单相接地故障时，虽然绝缘导线的绝缘导线被击穿，但是绝缘子的绝缘能自恢复，因此在配电线路中应在不同的线路形式下有选择的投运消弧线圈。首先，架空配电线路中应采用消弧线圈；其次，架空线与电缆混合线路中，当电缆长度达到整条线路长度的70%时应慎投消弧线圈，建议采用经小电阻接地并配合零序保护方式运行；最后，架空绝缘线路与电缆混合线路中，当电缆长度达到整条线路长度的50%时，应慎投消弧线圈。

3.410kV配电设备的防雷保护

（1）配电变压器的防雷保护。配电变压器的防雷保护是在低压侧装设低压避雷器，与高压侧避雷器、变压器外壳和低压侧中性点一起接地，称为“四点共一地”；（2）柱上开关的防雷保护。开关设备自身的防雷保护是配电线路中防雷保护非常重要一部分，应该在开关或刀闸两侧安装避雷器对进行保护，避免在防雷保护上存在的缺陷；（3）电缆分支箱的防雷保护。在10kvV电缆化的环网供电系统中，需采取措施抑制感应雷过电压，通常的措施是采用避雷器，其保护点位置的选择有两种做法，一是在整个环网回路中的每个单元均安装避雷器，该方法由于环网回路中安装的避雷器数量较多，降低了系统运行的可靠性且增加成本。方法二则有选择地在环网单元安装避雷器保护。上述两种避雷器安装措施应根据电网的实际情况进行选择，但是如果在环网回路中有一段架空线路的话，则应在架空线路的两端的环网单元安装避雷器进行保护。在避雷器选择方面，具备防爆脱离功能和免维护的无间隙金属氧化锌避雷器是首选。

4.结束语

10kV配电网络在我国电力供给系统中占据着毋庸置疑的重要地位，并且考虑到其自身的线路敷设实现方式，更加需要在防雷工作中予以重视。通过工作中的实践和具有针对性的数据统计工作，可以发现存在于10kV配电网络系统中防雷工作的不足并且不断展开改进，唯有如此才能切实提升配电网络的健康水平，切实打造可靠的供电体系。

参考文献：

[1]李德祯.10kV配网线路防雷措施探讨[J].产业与科技论坛，2012（21）：94-95.

[2]黎洪光.10kV配电线路遭受雷击破坏的原因及防范[J].电力安全技术，2011（13）：15-18.