浅析10kV配电线路防雷设计

浅析 10kV 配电线路防雷设计

柯联丰 黄福满

国网福建晋江市供电公司， 福建 晋江 362200

摘要：近年来，在人民需求不断增长的背景下，用电需求也发生了相应变化。就我国目前形势来看，多是借助到10kV配电线路的作用，完成电网建设工作。在电网运用过程中，因为外界环境影响，很容易出现一些安全事故。其中，雷击事故便是一类较为常见的问题，并且其破坏力极大。对于电路正常运行和人民的生命安全、财产安全产生着较大威胁。因此，本篇文章在经过多次调查和研究之后完成，对于10kV配电线路中所出现的雷击现象进行分析，并提出相应的防雷设计举措。

关键词：10kV；配电线路；防雷设计；问题；措施

引言

在电力系统的运行过程中，任何形式的配电线路都会遭受自然现象的影响，对于10 kV配电线路的日常运行也同样如此。这主要是因为线路基本上都是直接与外界环境接触，很容易受到自然环境的影响，那么在雷雨天气就很有可能发生雷击现象，直接导致线路运行异常，严重者还会发生安全问题，带来巨大的经济损失。因此，本文在分析10 kV配电线路发生雷击现象的主要原因基础上，提出了经济、适用的改造方案。

1 10KV配电线路雷击概述

雷击会对电力、电子设备产生严重地影响，主要是由于雷击产生过程会带来静电辐射和磁重量的电磁感应因素。同时电磁感应会产生巨大的电压，而电压的大小通常与雷电电压的大小成正比[1]。受线路的悬挂高度的高低的影响，感应电压会达到10KV～400KV。但感应电压过高会导致线路绝缘体的承受压力加大，特别是感应电压超过80KV时，会直接导致配电线路的跳闸现象发生或是造成线路老化等不良影响因素。

2 材料与方法

2.1雷电的形成。正常情况下云层均带有电荷，云层的下端带负电荷，上端带正电荷。在雷雨天气云层因带雨水负重增大后，云层下降接近地面，大地表面因被雨水淋湿后具有导电性，使雷云下方大地表面被雷云电荷感应的正电荷在雷云电荷下行先导的激励下，积聚到地面凸出部位，将地表面所带的正电荷随凸起物接近云层，产生向上的迎面先导。当雷云下行先导与大地凸起物迎面先导距离足够近时击穿空气放电，这就是雷电。

2.2配电线路的引雷特性

2.2.1杆塔的引雷特性。大地表面的感应电荷沿杆塔积聚到杆塔顶部，由于杆塔顶部凹凸不平，存在诸如杆顶瓷瓶架、抱箍、横担、连接螺栓等尖锐凸状物，使杆塔顶部形成的迎面先导如同避雷针具有微小截面线状迎面先导，吸引雷云电荷下行先导向杆塔迎面先导发展，当雷云电荷下行先导与杆塔迎面先导之间的空气间隙达到击穿值时，则可能发生雷击杆塔。

2.2.2导线的引雷特性。架空配电线路的导线与大地是绝缘的，无法收集大地表面的感应电荷，因此导线并不利用大地表面的雷云感应电荷吸引雷云电荷下行先导。但是，当雷云电荷下行先导向线路附近的凸起物发展时，导线电压有可能直接与雷云电荷下行先导电位叠加，引雷接闪。

3 10kV配电线路遭遇雷击的影响因素

3.1 环境因素的影响

我国幅员辽阔，地形复杂，东西南北差异甚大，在全国各地普及10kV配电线路，首先会受环境因素的影响，如海拔高地区、南方多雨地区等地配电线受雷击可能性较大。10kV高压配电线路的由于电压过高，所以每段回路之间需要隔一段较长的距离，且每段回路之间均存在一定的工频续流，其保证了10kV配电线路的供电安全，如果被雷击，那么配电线路的工频续流可能会被击穿，导致出现供电故障。

3.2 缺乏防雷设备

我国10kV配电线路遭遇雷击的主要因素是缺乏防雷的设备，我国在进行10kV配电线施工工程中，可能引不起个别地区领导的重视，导致电力部门在进行施工时，因为其他原因，降低用于配电线施工的资金，导致施工资金不足，只能采用达不到标准的防雷设备，而且我国的防雷设备大多是多出设备连接在一起，这种连接方式极为危险，在雷暴多发天气中，如果一处区域遭遇雷击，那么可能多处地区出现电力故障，从而影响生产发展。

3.3 线路设计安装不合理

线路设计与安装的不合理也是导致配电线频遭雷击的主要原因之一，由于我国国土面积大，全国各地影响配电线的因素众多，虽然在开始执行10kV配电线安装工程之前，制定了相关的安装设计标准，且各地电力部门均按照要求进行了安装，但是遭雷击事故频发，究其原因，主要是因为各地的地质与气候因素差异较大，且在安装时虽然严格执行了标准，但是并未结合当地各种因素，导致了线路安装设计不合理。

3.4 规划不合理

规划不合理现象体现在相关技术人员并未对实际配电线路区域环境、气候、土质等因素进行调研，也没有将配电基站的地理位置考虑在实际设计当中，仅仅只机械式的对防雷设施的建设[2]。由于缺乏实际地形环境因素的考察，对可能发生的问题的处理方案与多元化的处理办法不能适配于实际建设中。由于没有规范的监管制度对其工作行为进行约束，导致设备的防雷设备故障并未得到及时解决使故障依然存在，最终使安全事故滋生，破坏电力设备的正常运行。

4 10kV配电线路防雷的有效措施探究 

4.1 科学提升10kV配电线路外部绝缘体的质量  　　

在以往运行工作中，之所以会因为雷电事故发生较为严重的损坏，其主要的原因在于外部绝缘体的质量没有达到一定程度的标准。当整条10kV配电线路发生了较为严重的感应雷电之后，再加之10kV配电线路外部绝缘体的层次处于一个相对较低的状态，所以也就使得外部绝缘子破损程度变得更大。为了能够有效地降低，甚至避免10kV配电线路受到雷电的侵害，那么也就应当要科学地提升10kV配电线路外部绝缘体的质量。有关电力部门工作人员，需要全面根据10kV配电线路现场的实际情况，以使得相关绝缘子片数得到基本保障，这是因为提升线路绝缘体片数，能够使得抗雷击电压的强度提升一倍。另一种方式则是运用去瓷横担，该项技术能够发挥的抗雷击性能，往往能够高出之前抗雷击性能的三倍以上。因此，有关技术人员在提升10kV配电线路外部绝缘体质量时，需要根据实际的情况，科学有效的选择合适的方法与措施。

4.2避雷针防雷法

避雷针的防雷作用主要体现在两个方面，一方面是保护架空绝缘线路，另一方面可减缓线路在遭遇雷击时的电压增加值。在现实的操作中，最好采用免维护的氧化锌避雷器，并有意识地将其安装在易受雷击的部位。这样可较好地应对避雷针老化的问题，解决了避雷针因承受雷电过电压和工频续流所造成的损失和破坏。

在安装避雷针时，要充分考量各种因素，比如冲击系数。冲击系数是避雷线的防雷核心。设α为冲击系数，表示被保护导线与避雷线二者之间的关系，首先假设被保护导线已进行了防雷的处理，这时雷击产生的感应电压远远小于避雷线，这就使得避雷线可分担部分的感应电压，以此为导线上一道保护层。以α为防雷指数，避雷线的防雷指数应该高于普通防雷的（1-α）倍，从而确保避雷针的防雷效果。

4.3安置线路过电压保护器

过电压保护器系一种比较科学可靠的保护电器，主要应用于对发电机、开关等电气设施的绝缘免遭过电压破坏的保护方面。此线路过电压保护器，近似于附有外间隙性质的氧化锌避雷器。

4.4保护线路应有的绝缘水平

保持配电线路的绝缘水平维护其应具备的绝缘性能是配电线路安全运转的基础，具体应当注重如下几个方面的工作:

1. 强化绝缘子性能的整个过程管理，以保障挂网运转绝缘子性能的良好;

2. 强化运转中绝缘子性能的零值检测工作;

3. 及时更替挂网运转的低劣绝缘子;

4. 针对个别雷电发生强烈跳闸频率高的杆塔，可适量增添绝缘子片数，以提升承载反击电压的能力。

5 结语

在我国的电力系统之中，配电网络与用户的联系极为密切，它通过自身的网络向用户分配电能，具有地位特殊、结构复杂、绝缘性较低等特点，普遍存在线路检修、拉闸限电等情况，另外，在影响10kV配电线路网络的可靠性的因素之中，雷击因素也是尤其要关注的内容，要采用科学合理、针对性的10kV配电线路的防雷措施，以更好地提升配电网络的安全可靠性，减少配电线路雷击发生几率。

参考文献：

[1]黄玲珑.浅析10kV配电线路防雷措施研究[J].科技视界，2016（3）：265-265.

[2]罗云吉尔.浅析10kV配电线路防雷措施研究[J].中国科技投资，2016（12）：265-265.

[3]钟鑫.浅谈10kV配电线路防雷措施[J].通讯世界,2014,(13):106-106,107.