10kV配電線路防雷措施研究

摘 要：本文通過對(duì)10kV配電系統(tǒng)的特點(diǎn)以及對(duì)防雷現(xiàn)狀的分析，歸納總結(jié)了10kV配網(wǎng)線路雷擊的原因，提出了幾種適用于配電線路的防雷措施并對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行了探討。實(shí)踐證明，10kV配電線路中有效的防雷保護(hù)，對(duì)配網(wǎng)中線路、設(shè)備及人員的安全有著至關(guān)重要的意義。

關(guān)鍵詞：10kV配網(wǎng)；防雷技術(shù)；避雷器；絕緣水平

中圖分類號(hào)：TM863 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2014） 22-0000-01

根據(jù)10kV配電網(wǎng)絡(luò)故障的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以及多年的工作經(jīng)驗(yàn)，配網(wǎng)中斷線和跳閘的故障中有近70%是由于雷擊引發(fā)[1]，尤其在多雷、地形復(fù)雜、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的地區(qū)，雷擊是造成線路和設(shè)備損壞、大面積停電以及人身傷亡事故的重要原因。因此，如何采取措施以提高10kV配網(wǎng)的防雷水平，減少雷電對(duì)線路的影響，保障電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行，是電力工作人員必須要思考的課題。

一、10kV配網(wǎng)系統(tǒng)的特點(diǎn)及防雷的意義

10kV配電網(wǎng)絡(luò)是電力輸送系統(tǒng)的終端，連接著輸電網(wǎng)絡(luò)和終端用戶，是系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。但由于其自身的特點(diǎn)，配電網(wǎng)絡(luò)的雷擊故障率較高，因此引發(fā)的經(jīng)濟(jì)損失和人身傷亡也較多。10kV配電網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)如下：（1）應(yīng)用廣泛，線路分布廣，線路所在地區(qū)的地形、環(huán)境、天氣等因素較為復(fù)雜；（2）是輸電系統(tǒng)的末端，連接眾多變電站和終端用戶，因此網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜；（3）線路架設(shè)初期普遍對(duì)絕緣水平的要求較低，有針對(duì)性的防雷措施少；（4）對(duì)線路的監(jiān)管和維護(hù)缺乏；（5）10kV屬于中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)。

基于10kV配電線路的重要性，其防雷有著重要意義，一方面雷擊時(shí)產(chǎn)生巨大的瞬時(shí)電流可能燒斷線路，因此有效的防雷措施可以保護(hù)線路自身避免損失，另一方面可保護(hù)連接的變電、用電設(shè)備避免遭受雷擊產(chǎn)生的高瞬時(shí)電壓的損害，與此同時(shí)，可以有效保障配電線路施工人員的安全。

二、10kV配網(wǎng)線路雷擊原因分析

基于上述特點(diǎn)，我們將從以下幾個(gè)方面分析10kV配電線路多發(fā)雷擊故障的原因，并在下文中根據(jù)這些原因給出相應(yīng)的、適合的防雷解決辦法：（1）環(huán)境因素。10kV配電線路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且應(yīng)用廣泛，無論是城區(qū)、山區(qū)或是農(nóng)村曠野，因此對(duì)于10kV線路的設(shè)計(jì)需綜合考慮天氣、地形、地面設(shè)施以及周圍線路情況，沒有確定、統(tǒng)一的防雷規(guī)范可以照搬執(zhí)行。線路所在地區(qū)，若有較高的山體或者通信信號(hào)塔，易引雷從而使線路遭受雷擊損害；或者線路跨越較為空曠的水體，水體的導(dǎo)電性使其集雷效應(yīng)突出[2]；另外，10kV線路距離生產(chǎn)生活區(qū)域較近，線路受到外界影響較多，致使線路絕緣損傷，因此雷電多發(fā)時(shí)，線路遭受雷擊的可能性增大。（2）管理因素。10kV配電線路覆蓋面廣、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此需要經(jīng)常對(duì)線路和裝設(shè)的防雷設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)，對(duì)老化的絕緣子、避雷器以及腐蝕的接地網(wǎng)檢修并更換，而實(shí)際運(yùn)行中往往出現(xiàn)問題再去解決問題，忽視了檢修和維護(hù)，使得在雷電多發(fā)地區(qū)和季節(jié)雷擊故障增多。（3）系統(tǒng)因素。目前我國的配電系統(tǒng)中，10kV系統(tǒng)多采用中性點(diǎn)不直接接地方式，這種方式下發(fā)生單相接地故障時(shí)，系統(tǒng)可帶故障運(yùn)行2小時(shí)，但是接地故障易引發(fā)為相間短路。而10kV線路由于絕緣水平普遍較低，一般為1-2片絕緣子，因此大地被雷擊時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)過電壓作用在線路上引起對(duì)地閃絡(luò)，從而發(fā)展為相間短路，波及整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)，使得雷擊帶來的損失增大。（4）設(shè)備因素。很多10kV配電線路的防雷設(shè)備少，并且有些采用成本較低的閥式避雷器，當(dāng)雷雨天氣時(shí)表面存在泄漏電流易發(fā)生雷擊；有的接地網(wǎng)常年不檢修維護(hù)導(dǎo)致腐蝕嚴(yán)重，接地電阻超過標(biāo)準(zhǔn)要求，易造成電壓反擊；導(dǎo)線與絕緣子連接處絕緣薄弱也易引發(fā)雷電故障。

三、10kV配網(wǎng)防雷措施探討

10kV配電線路遭受雷擊，由于其應(yīng)用較多、覆蓋范圍較廣，引發(fā)的故障會(huì)造成停電，引起的事故會(huì)對(duì)設(shè)備和人員造成安全威脅，因此，必須對(duì)線路加以必要的防雷保護(hù)措施，最大限度的保障配電網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行。首先，從線路設(shè)計(jì)、施工以及維護(hù)上，必須根據(jù)線路所在地區(qū)的實(shí)際情況，通過現(xiàn)場勘查，綜合多方面因素進(jìn)行設(shè)計(jì)及施工，同時(shí)在平時(shí)的維護(hù)中注意檢查線路絕緣以及避雷器的老化情況。另外，在防雷技術(shù)方面，根據(jù)10kV線路的特點(diǎn)以及易發(fā)生雷電事故的原因，我們認(rèn)為可以從以下幾個(gè)方面有針對(duì)性的加以防雷保護(hù)：（1）設(shè)備投入方面。可在架空線路上架設(shè)避雷線，能夠大大降低感應(yīng)電壓從而對(duì)線路起到很好的隔離作用；在線路的分支處和雷電多發(fā)處增加避雷器，可選用氧化鋅避雷器[3]，比老式避雷器壽命長，免維護(hù)性更高。目前架空線路多采用過電壓保護(hù)器，由氧化鋅閥片和放電間隙串聯(lián)而成，能夠有效截?cái)喙ゎl續(xù)流，限制雷電過電壓。但與此同時(shí)，大范圍鋪設(shè)架空線會(huì)增大成本，減小防繞擊雷效果以及存在線路反擊。避雷器和過電壓保護(hù)器的保護(hù)范圍相對(duì)較小，而且需要破壞導(dǎo)線原有絕緣層，需在操作工藝上嚴(yán)格控制。因此，需綜合衡量雷擊概率及成本投入，合理配置避雷設(shè)備。（2）線路絕緣方面。架空線路可以以絕緣導(dǎo)線取代裸導(dǎo)線，并且增加絕緣子片數(shù)，或者采用局部增強(qiáng)絕緣，即在導(dǎo)線與絕緣子之間增加絕緣皮等等。可選用硅橡膠絕緣子、復(fù)合外套避雷器，減小爬距增加絕緣性。另外，線路中柱上開關(guān)、隔離刀閘的兩側(cè)、電纜分支箱的電纜頭處，以及配電線路分支處的桿塔等位置，都應(yīng)正確合理的安裝合格的避雷器。降低接地電阻也是有效的防雷手段[4]，可通過垂直接地體和降阻劑來實(shí)現(xiàn)，配電設(shè)備例如配電變壓器的接地電阻應(yīng)嚴(yán)格控制在標(biāo)準(zhǔn)值以內(nèi)。

四、結(jié)束語

10kV配電線路是電網(wǎng)中最靠近用戶的部分，又因?yàn)槠涓采w范圍廣、應(yīng)用情況復(fù)雜等特點(diǎn)，極易遭受雷擊從而發(fā)生雷電擊穿故障，給國民生產(chǎn)和生活帶來巨大損失，甚至造成人身傷亡。目前較為普遍的就是增加絕緣設(shè)備的投入，在線路中必要的位置加設(shè)避雷器或過電壓保護(hù)器或其他放電設(shè)備，另外就是施工中采用絕緣水平較高的導(dǎo)線或通過局部絕緣來提高整個(gè)線路的絕緣水平，但相應(yīng)的成本投入就會(huì)加大，因此需要全面衡量后根據(jù)工程及線路的具體情況制定合理的防雷方案。

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[作者簡介]繆江洋（1983.10-），男，江西上饒人，專職，大學(xué)學(xué)歷。