10kV配電線路雷擊故障特性分析及防雷策略

韓琰

【摘要】：隨著城市居民生活質素的不斷提高以及農村居民對經濟作物的大力投入，對電力供應也提出了更高的要求。近年來，城鄉的10kV配電線路因遭受雷擊出現跳閘故障的情況越來越多，雷擊現象已是產生10kV配電線故障的重要原因之一。雷擊現象不僅影響到10kV配電線路的正常運行，還影響我國國民的正常生產生活。為此對如何降低10kV配電線路雷擊故障率進行詳細的研究和分析，促使10kV配電線路故障率的有效減少，保障人民的生產生活的正常運行，顯得尤為急切和重要。

【關鍵詞】：10kV配電線路；雷擊故障；防雷策略

1、雷擊分類

1.1直擊雷

直擊雷主要就是指帶電的云層直接對某物進行猛烈地放電，其破壞力十分巨大。根據我國相關規定和標準，10kV及以下的配電線路和設備并不會單獨設立相應的避雷線和避雷針，其主要原因是因為直接擊中配電線路的雷電比較少。

1.2感應雷雷擊過電壓

雷云在進行放電之前，線路上的正電荷逐漸吸引到靠近電場突變點附近的導線上，轉變為束縛電荷，負電荷將會被排斥到兩側運動。雷云在進行放電的時候，負電荷會迅速地中和，正電荷逐漸會失去束縛力，最終以電壓波的形式向兩端迅速傳播，形成了靜電感應過電壓。另外，直擊雷放電逐漸會形成強大的脈沖磁場，磁力線會穿過配電線路導線與大地之間形成的電氣回路，瞬間就能夠產生電磁感應過電壓。靜電感應過電壓和電磁感應過電壓會逐漸疊加，從而形成感應雷過電壓，幅值可以高達400kV-500kV，遠遠超過了設備的雷電沖擊耐壓，進而出現故障，最終導致跳閘等現象的發生。

2、10kV配電線路的防雷現狀

架空絕緣導線作為國際上使用率最高的線路架設形式，自其普遍被應用于實際生活中，各個國家就開始針對自己國家的運行經驗、科研成果以及當地實際的天氣氣候等因素，各自采取了最適合的防雷擊故障的防范措施，其歸根結底主要可分為“疏導”與“堵塞”兩種。

采用“疏導”方法，即當受到雷擊時，盡快將雷擊閃絡后的電弧疏導，從而可以讓導線免收燒壞的風險。在瑞典和美國，常見的“疏導”方法時采用閃絡保護型線夾，具體做法是剝離絕緣子串和導線之間的絕緣層，然后再以保護型線夾加固。

采用“堵塞”方法，即為了減少雷擊閃絡的次數，從而盡量增強絕緣水平。在日本，常見的避雷器為限流消弧角，其原理就是增長了雷擊閃絡的路徑，從而從根本上增強了線路的絕緣水平。這類方法效果較“疏導”法來說更為明顯，缺點是實際操作難度大，成本高。我國根據實際經濟、技術水平發展，大多地區采用“疏導式”的防雷措施，我國雖然對架空絕緣導線的研究起步較其他國家晚，可近幾年的防雷措施研究也漸漸重視起來，北京、上海等城市已先后開展了防雷措施的研究實踐活動。從全國來看，經濟越好的城市在10kV配電線路防雷方面的措施防御得越好，在一些比較偏遠的地方卻不盡人意，很多裸線在雷擊下根本無法適應，直接導致故障的產生，上述的一些防雷現狀也只是應用在大部分地區，一小部分地區的10kV配電線路復雜并且粗略，在氣候環境惡劣的情況下無法正常運作，常常發生故障。

3、10kV配電線路防雷策略

3.1架空避雷線的合理使用

架空避雷線經常出現在較大型建筑以及發射架等設備中，架空避雷線具有良好的屏蔽功效特點，架空避雷線在10kV配電線路中的使用可以在很大程度上提升避雷結構的有效性，可以對1OkV配電線網進行有效的保護，因此在10kV配電線路的避雷措施當中得到了人們的廣泛應用，并且在運用過程中也取得了顯著的效果。

3.2安裝專門的避雷器

避雷器是10kV配電線路當中重要的防雷裝置，能夠對整個線路起到良好的保護作用。無間隙避雷器在工頻電壓、續流以及雷過電壓的共同作用下，很容易發生老化的現象，從而使防雷作用失效。氧化鋅避雷器能夠對配電線路中的薄弱環節進行專門的保護，如果在柱上開關和刀閘進行避雷器安裝，就可以對配電線路進行全面的保護。

3.3線路絕緣水平的提高

感應雷過電壓的幅值主要是與雷云活動和放電的隨機性有所關聯，感應雷過電壓所承受的幅值理應要小于直擊雷過電壓的幅值，其范圍浮動較大，因此很難控制，當直擊雷過電壓的幅值小于感應雷過電壓的幅值時就會造成10kV配電線路的故障，造成短路等現象，因此要提高線路絕緣水平。但是我國現在很多電網之間的距離長，絕緣水平低，當產生上述情況時便會很容易地造成一定的事故，而且以現在中國大多數10kV配電線路的同塔多回路技術來看，距離上很成問題。在這里建議可以采取一些先進的技術和材料，計算精確的情況下將裸線換成絕緣導線，這樣雖然增加了成本，但也增加了絕緣皮，提高了線路絕緣的水平，起到了幫助更好地防雷的作用。

3.4防雷過電壓保護器

防雷過電壓保護器的主要工作原理就是與10kV配電線路的絕緣子以及導線進行并聯，進而通過導線引流球之間的串聯間隙達到較好的避雷效果。10kV配電線路中的避雷措施主要就是防雷過電壓保護器本身具有諸多優點，比如較好的使用性和經濟性。在選擇防雷過電壓保護器的時候，相關的工作人員必須要保障其合理的配置和安裝，減少安置的失誤，從根本上提高10kV配電線路的避雷能力。

3.5有選擇性地投運自動重合閘裝置

10kV配電線路只要發生了雷擊故障，就很難對其進行完全的修復。為了避免雷擊故障進一步擴大，應在在線路中的某些位置安裝自動重合閘裝置。如果配電線路采用的全都是電纜，可以不安裝自動重合閘裝置。如果是電纜和架空絕緣導線的混合線路，而且電纜占整個線路40%以上時，可以不考慮安裝自動重合閘裝置。如果是電纜和架空的裸線混合線路，且電纜的長度達到整個線路的50%以上，也可以不考慮采用自動重合閘裝置。

結語

綜上所述，配電線路的運維人員在工作當中應當對直擊雷、感應雷、地電位等進行相關了解和認知，并且要在了解的基礎上進行科學合理的研究。從而做到避雷器的合理使用、架空避雷線的合理使用、線路過電壓保護器的合理安置以及配電線路絕緣水平的合理提升，從而最終達到我國10kV配電線路雷擊故障率最大限度的減少，促進電力系統能夠安全、穩定、可靠運行的同時，保障人民的生活正常運行。

【參考文獻】 ：

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