铁路10kV贯通(自闭)线路防雷技术研究与实践

铁路10kV贯通(自闭)线路防雷技术研究与实践

张杰

内蒙古集通铁路(集团)有限责任公司锡林浩特综合维修段 内蒙古锡林郭勒盟锡林浩特市 026000

摘要：大容量10kV贯通（自闭）线路，雷电故障已成为制约线路安全运行的主要原因。然而，由于闪电在空间分布上的随机、复杂等特点，国内外对其雷击危害的认知研究仍存在许多不确定因素。由于10kV配电线路受到各种因素的制约，如天气，人力，社会等，经常会出现各种故障。这就需要我们及时进行调整维护，在此基础上还要对10kV配电线路进行防雷防护，提高运行检修的技术。增加防雷措施，保证电力正常运行。

关键词：10kV线路;防雷技术;研究与实践；

对10kV贯通（自闭）线的雷电危害进行了详细的剖析，论述了雷害对输电线路跳闸的多种原因，重点对如何降低输电线路短路的问题进行了探讨和研究，找到了引起输电线路短路的关键原因，并给出了一套有效的输电线路防雷的综合技术方法。

一、10kV配电网中遭受雷电袭击的原因分析

1. 环境因子效应。在实际运行中，环境是最重要的影响因子。由于配电网中各回路之间有一定的间距，当电网中出现了工频续流破坏时，将导致联接式电网的失效。在雷雨频发的季节，云层之间总会产生静电，正负电荷分别在云层的上下端，随着电荷量的增多，两极电荷冲破绝缘空气，最终产生闪电。另外，还能通过使用绝缘子来提高输电线路的雷电防护能力。由于受到外界条件的制约，当遇到雷暴大风时，配电网中各个回路之间极易发生雷击。

2.防雷设施匮乏。目前，我国电网企业普遍采取公共方式进行防雷装置，许多产品均由多个装置共用，这极大地削弱了其防雷功能，导致其抗雷性能大幅下降。另外，有些供电部门在安装防雷设备时没有根据10kV配电线路的具体条件安装，由于没有足够的防雷设施，对配电网的防雷性能产生了很大的负面作用，而且在雷暴天气中很可能会遭受雷击。

3.线路的设计和设置有欠妥当。10kV配电网的雷电灾害频发，其根源在于配电网的不够完善，配电网在设计时没有对防雷设计予以足够的关注，通常都是以最基本的规范来进行防雷，无法根据本地的具体地质情况和气象情况来进行有针对性的设计，这极大地制约了配电网的防雷性能。另外，在对配网保护工作中，也没有对防雷功能进行足够的重视，只是为了应对主管部门的督查，使得保护工作只是走过场。

4.配电网本身存在的问题。10kV配电网本身也有一定的缺陷，对其防雷性能有很大的影响。例如10kV配电网中，一旦输电线路受到了雷电袭击,就会出现跳闸现象,这样不仅会对电力系统的正常供电产生影响,从而增大开关设备以及线路的维护量,而且还可能导致周边变电所电气设备受到雷电流的影响,从而出现不同程度的损失。

5. 设备没有得到迅速的维护。10kV配电网采用的防雷设备，仅具有较强的抗雷功能。同时，有关工作人员还要对防雷装置进行定期的检测，以便能够将防雷设备中出现的问题进行及时的解决，从而减少事故的发生。根据目前10kV配电网的实际运营状况，许多供电公司在降低投资成本的同时，忽略了对其进行改造，同时也缺少一套完善的维修管理体系。在电力系统中，一旦发生故障，将难以快速处理。

二、雷击线路跳闸原因分析

 1.避雷装置的寿命。据资料显示，在雷击情况下，大部分都是旧的，或者是老化的，或者是漏电流的，而新型的氧化锌避雷器破损的情况很少见。其根本问题在于，由于避雷器的阀片老化，容易在雷击时被击穿而引发爆炸，从而造成输电线路的接地或短路。

2.避雷器安装的密集程度不足；但因其一般布置在变电站的周围，且一条线路只安装两端，且在输电线路的一段大部分是空地，因此，该装置极易发生雷击事故。在距离变电站较远的线路遭受雷电袭击时，由于邻近没有避雷设备，因此，在遇到诸如绝缘水平较差的针形陶瓷管等线路的绝缘较差的地方，就会出现轰燃、击穿针瓷而造成的短路。

3.绝缘体、瓷容器的耐压水平较差。输电导线的绝缘子具有较小的耐电压和较低的电压。10kV普通绝缘10kV输电线的临界闪络电压约为75kV，但在雷电作用下，诱发的雷电流峰值可高达400kV，容易造成绝缘子特别是针形陶瓷管的破坏，造成两相短路而发生跳闸。

4.降低接地电阻。接地电阻越低，防雷效果越好，在输电线路的杆塔上，没有安装任何的保护接地装置，现有的避雷保护接地也有着技术状况不佳、被盗严重或接地电阻较大等问题，严重影响了输电线路的抗雷性能。

5.没有安装避雷导线。因为这种方式成本较高，所以在实际中，只有66kV及更高等级的架空线路才会进行整条铺设，10kV及以下的线路通常不会设置避雷线，这也是造成铁路10kV供电线路防雷成效不显著的一个重要因素。

三、铁路10kV电力贯通线防雷措施与方案

10kV输电线路所处的环境十分复杂，在现有的工艺条件下，尚无法达到完全的防雷要求。在实际应用中，对导线抗雷能力的评价，可以从两个方面来评价：一是抗雷等级，也就是使导线在受到雷击时不会产生轰燃的最大电流幅度；二是闪电脱落率，即一年中因闪电造成的每一条线路的闪电脱落率。因此，应加强雷电防护，尽量避免直接雷击；如果电线受到雷电袭击，应防止其绝缘轰燃；在有轰燃的情况下，应避免产生稳定的工作频率的电弧。

1.在操作和维护过程中，加强防雷工作的一般方法。(1)对已有老旧的避雷器应及时替换，并在其绝缘弱点处增设避雷器。对于架空转电缆杆、跨越杆、转角杆、分支杆和带拉线杆等单独的绝缘弱点部位，可以安装避雷器。在装设避雷器后，当塔体与线路间的电势差超出了其工作电压时，采用了附加的旁路措施来防止绝缘体的闪络。在10kV输电线路中，应有选择地加大防雷装置的布设密度。(2)减小了地面的阻力。减小接地电阻是一种非常有效的方法。10kV供电穿越线路经过路线地区的实际条件，可以使用具有较低电阻率的材料或降阻剂，可以使用具有良好稳定性的接地组件、电解离子接地体系等新的产品。(3)确保电线有较好的绝缘性能。保证电线具有优良的绝缘性能，可有效避免对地放电及短路。对此，首先应将受损的绝缘电线替换掉，并尽可能地防止因树枝或其它物体的磨擦而损坏其绝缘，同时要注意有没有接触到的树发生电流。二是在树灾较重的地方，将侵线树砍倒，换作绝缘导线或对光缆进行改装，以避免因单相接地或短路而导致的线路断线。三是在大气污染较重的区域，应选用有机硅材料，以避免污秽闪络。(4) 改善输电系统的绝缘性能。为改善输电系统的防雷性能，可选用陶瓷横担或较高一阶的绝缘体。由于铁横担线的绝缘等级较差，在雷电作用下容易发生闪络、烧毁等安全事故。所以，在铁横担处宜选用较高一级的针状绝缘子，而在较强的区域，宜选用较高一级的绝缘子。

2. 有针对性的闪电频发区域采取的具体措施。避雷线是输电线路最基础的防雷手段，但其造价十分昂贵。因此，可根据实际情况，在高雷区，有目的的增加杆塔避雷针。该产品是由一般的钢铁材料制成的，均为热镀锌，根据每年的电网维修和停电规划，可以在很快的时间内完成。这种方法投资少，制造简单，安装方便，维修量少，防雷针对性很好。它的关键性能：（1）防雷设备使用的是φ20的普通焊接钢管，-40的扁钢，以及Φ16的圆钢。(2)设备均为热浸镀锌工艺；(3)在安装时，要将扁钢调节好，以保证引下线与杆的水平方向一致；(4)地线选用一般的角铁，其接地电阻不超过10欧；(5) 避雷针和地线之间的导线应采用25毫米厚的镀锌丝。

结束语：

总之，针对10kV输电线路的雷电故障，分析了其发生的主要因素，并对其进行了分析，并给出了相应的对策。也就是说，除了充分利用传统的防雷技术措施外，还可以在雷击频发的区域加装避雷针。如果将传统的抗雷手段做好，再加上当地的有目的的雷电防护，就能大大地减少雷电的发生，从而增强电力供应的可靠性，确保交通和生产的不停用电，具有十分明显的经济效益。

参考文献;

[1]郭海英.10kV配电线路防雷措施研究.2020.

[2]吕国民.铁路10kV电力线路雷击故障分析与防雷措施应用 .2016.