铁路10KV配电线路防雷整治方法探究

铁路 10KV配电线路防雷整治方法探究

倪淑焕 徐衍

中国铁路济南局集团有限公司济南供电段 山东 济南 250031

摘要：铁路10KV电力线路是指设置在铁路沿线，用于铁路行车信号和车站照明等负荷供电的输电线路。普速铁路分为贯通线和自闭线。雷电危害是造成铁路10KV电力系统故障的常见原因，因此必须提高铁路电力线路防雷水平，以保证铁路电力系统安全、稳定运行，减少电力系统受到雷电危害的概率。
关键词：铁路；10KV电力线路；防雷

中图分类号：ＴＭ８６３

文献标志码:A

引言

近年来，社会经济的不断进步为电力行业提供了广阔的发展机遇，同时也使得人们对电能的质量提出了更高的要求。目前，电力企业在建设电网输配电系统中，主要利用高压输电线路，提高电压等级，形成特定的超高压输送网络。然而，由于部分地区的地形和气候条件存在一定的复杂性，发生雷电活动的概率较大，这就提高了输电线路受雷击的可能性，一旦线路遭受雷击，就会产生闪络放电和跳闸等现象，从而给线路的正常运行造成不利影响。因此，电力企业必须针对输电线路的实际运行状况以及架设规模，采取针对性的防雷技术，降低雷电对线路造成的损害，提高输电线路的运行稳定性。

1、造成铁路贯通线雷害的因素分析

1.1防雷保护装置设置不合理

根据对该贯通线避雷器的统计，10KV配电所周围避雷装置较完备，而区间架空线路避雷装置相对较少。查阅相关资料可知，10KV电力贯通线绝缘子闪络临界电压在10KV，当远离配电所的架空线路遭受雷击时，其产生的电压短时间内上升到几百千伏，导致贯通线无法释放雷电过电压，引起绝缘子闪络或瓷瓶击穿等情况；此外，雷电流流过接地体或杆塔时会迅速抬升杆塔电位产生雷电过电压，同样会造成绝缘子击穿或闪络的情况发生，导致线路跳闸，使得电力贯通线无法正常运行。

1.2外部环境与设备自身因素

在跨越长大河流和道路处，电力贯通线跨距通常都较大，在一定程度上削弱了线路的整体绝缘水平和抗雷击能力，同时线路经过区域主要是空阔的平原地带，易受到雷击。在人烟密集和树木较多的地方，贯通线通常采用架空绝缘导线，当架空绝缘线遭受雷击时，雷电过电压导致导线绝缘层击穿，击穿点通常只有针孔大小，但当雷电击穿通道转为工频续弧时，工频续弧的能量极大，绝缘层对其有阻碍作用，工频续弧无法在导线表面滑动，只能固定在击穿点燃烧，燃烧产生的高温使得绝缘线在断路器跳闸前熔断，从而造成断线故障。另外，电杆、电力设备接地体电阻不满足要求或电杆未设置有效的接地保护装置，也会增加贯通线遭受雷击而导致线路故障的概率。

1.3线路绝缘因素

电力10KV贯通线以绝缘子为主要的绝缘介质，因此绝缘子的绝缘水平直接影响了线路防雷能力。每年检查时该条线路都会发现绝缘子和避雷器损坏的情况，其原因主要与工区日常对绝缘子和避雷器维护水平有关。由于贯通线路绝缘子和避雷器数量较多，工区日常检修工作更侧重于清扫和外观检查，没有认真对绝缘子和避雷器状态进行全面检测，导致老化绝缘子和避雷器没能得到及时更换。还有一些绝缘子和避雷器本身出厂就存在质量问题，工区也未能及时检测出来并进行更换。该贯通线路跨距较大，如果老化和损坏的绝缘子未及时更换，就会导致线路整体绝缘水平下降，使得线路出现雷击故障的概率大大增加。

2、铁路10KV配电线路防雷整治方法

2.1安装继电保护装置

想要减少雷击事情的发生,那么就应该积极的采取相应措施,以此来减少雷击对于配电装置的影响。因为对于雷电而言,自身有着一定的偶然性。所以,为了能够让其输电线路稳定运行,就应该在这其中安装继电保护装置,进而来减少雷击的出现,减少输电线路停电的事情发生。保证在发生瞬时性故障的时候,能够让其输电线路自动关闸,然后等待故障消失后,自动合闸供电。

2.2避雷保护系统设计

对于避雷线而言,其主要就是将其强电流通过相应设备来引入到地下,这样就能够减少对绝缘体的破坏，而对于一些雷电多发区,那么就应该为其配备相应的避雷线,以此来更好的让其输电线路更好发挥自身的性能,避免因为雷击而导致其出现故障。。与此同时,在这过程中,还应该能够在其线塔的顶部来设计其避雷针,将其雷电引入到地下。对于雷电高发区,在建设高压架空输电线路过程中,还可以单独的为其配备一个引雷塔,通过这样的方法来起到防雷的效果。在引雷塔上的避雷针高度要高于输电线路,进而就能够为其形成保护区域,将在这其中所引入的强电流引入到地下。这种方法其防雷效果较好,而且能够保护的范围较大。

2.3根据实际情况架设避雷线和避雷器安装等措施

（1）架空地线是为了预防雷电的直击作用。但对于现存电杆实施翻新改造，安装架空地线，工程量比较大，且成本投资高，施工难度较大，因此对现有10kV架空线路防雷措施的实施不是最优选择。（2）避雷设备的安装，是现阶段运用最为广泛的措施之一，和架空地线比较工程量较小，而且小成本就能够使得雷电对配电线路损害有效下降。研究显示，场地当中安装避雷器数目和制约雷电电压标准具有紧密关联，假如需要在更大程度上使得配电线路雷电事故得到避免，需要对每个基干塔安装相应避雷设备，进而在更大程度上使雷电问题出现概率降低。避雷设备的安装能够选择带有串联间隙架空配电线路的复合避雷设备，雷电流通过避雷设备间隙再经过避雷设备进而导入大地，对于雷电实施导流处理，进而对于绝缘导线起到一定保护作用，不会遭受较强电流产生破坏问题，进而造成大面积停电问题。

2.4降低铁塔接地电阻

绝大部分电力企业采取的防雷保护措施是降低输电线路的接地电阻，同时，行业内主要采用的降低输电线塔接地电阻的方法主要分为以下几个方面：第一，如果输电线路的架设面积较小、规模小，但是接地网面积较为集中，那么工作人员便可以在接地电阻表面涂抹一层降阻剂，这就能降低接地电阻值大小，由于过程较为简单且效果良好，因而被广泛地推广使用。第二，采用爆破接地技术。首先在需要降低接地电阻的区域，采用爆破技术将地面爆裂，然后利用压力机将电阻率更低的材料压入裂缝中，以此来降低周围土壤的导电性能。第三，对于水平接地地阻而言，其长度与能够发挥的电感效应之间存在正比关系，因此，可以通过增加接地电阻水平方向长度的方法来降低电阻值。经行业内工作人员研究发现，对于水平接地电阻，如果其长度为55m，那么电阻率为500Ω/m，如果将水平接地电阻长度增大为80m，此时，电阻率便会上升到2000Ω/m。因此，通过增加水平接地电阻的长度能够降低电阻的冲击系数，将冲击系数控制在一个稳定且合理的范围内，以此就能降低铁塔的接地电阻。

结语

电压源广泛运用于存在外部感应绝缘电线当中，进而产生一定困难，为了预防电线出现烧毁问题，需要依照现实地理环境与现阶段线路状况，分析且找到恰当的防雷方式。依照本身问题来制定出属于自身避雷措施，进而保证供电工作正常进行。通过新设备的引进和防雷措施的落实，铁路10KV电力线路因雷击出现故障的数量显著减少，但为了确保线路的正常运行，仍要根据现场实际情况，最大限度提升电力线路防雷性能和绝缘水平，有效为铁路行车信号等负荷正常供电，保证铁路安全运行。

参考文献

［１］郭庆毅．论铁路供电系统中防雷技术［Ｊ］．中国高新区，２０１７，１７（８）：９２．

［２］田轶华．大准线防雷接地措施的几点探讨［Ｊ］．企业导报，２０１６，３１（１７）：８２．