應用線路避雷器提高10kV配電線路防雷性能的研究

摘 要：對于配電線路來說，雷擊是夏季經常會遇到的突發性故障的肇因，對整個系統設備設施造成巨大破壞作用，是供電企業竭力避免的問題。為此，許多防雷措施被積極研發和運用，取得了非常不錯的使用效果。就具體的10kV配電線路來說，應用線路避雷器一直是防雷避雷的最主要手段，怎樣進一步提升線路避雷器的實際避雷能力，還需要供電企業進行深入的研究，不斷開發和嘗試新的防雷和避雷技術，以確保整個輸電配電網絡的安全穩定運營，有現實價值。

關鍵詞：線路避雷器；10kV配電線路；防雷性能；研究

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）26-0062-02

因為供電網絡線路較長，且很多布置在空曠野外地區，這對于雷擊的發生是一個誘導因素，實際上，10KV配電網絡遭雷擊事故時有發生。雷擊導致的破壞作用是巨大的，會嚴重燒毀很多供電配電設備設施，并有可能造成一些更嚴重的其他伴隨災害。為避免配電網絡遭雷擊問題，一些避雷技術被充分研究和運用，尤其是一些線路避雷器的使用，有效提升了整個配電網絡的防雷性能。對這些避雷器及其技術進行深入研究，對提升配電網絡的防雷效果有極大推動作用。

1 配電網絡遭雷擊作用機理

配電網絡是將電力從發電廠向最終用戶輸送的重要部分，是整個電力系統功能實現的關鍵途徑，是將電網與用戶緊密聯系的紐帶，其安全穩定運營對于上下端都有著巨大的影響。配電網絡廣泛分布，配電網絡建設往往要選擇那些環境比較苛刻的區域，比如雷電頻發的空曠地域。10kV配電網是所有配電網中設備數量最多，地域分布最廣的配電網絡，因此其遭受雷擊的可能性也是最大的。

對于10kV配電線路來說，其特點之一就是絕緣水平比較低，而這一特點對于雷擊發生是一個非常大的誘因。不僅要面臨直擊雷的嚴重威脅，還要面臨感應雷形成的危害。當直擊雷作用于線路時，巨大的瞬間電流在輸電線路形成對地阻抗的超高電勢差，瓷瓶會直接炸裂同時導線熔斷電纜。在配電線路上會形成有較高幅值的雷電波，將通過耦合或傳導引入到配電網設備上，導致設備燒毀，供電立刻中斷，造成的配電設備損毀可能需要很長的時間全部進行更換才能恢復電力輸送需要。對于感應雷的情況，當線路周圍發生落雷，此時配電線路上由于電磁感應作用而瞬間形成高過線路正常相電壓多倍的過載電壓，線路外層的絕緣層遭到嚴重破壞，并對沿線的繼電保護設備形成影響。

2 線路避雷器在配電線路防雷性能提升中的應用研究

針對10kV配電線路遭受雷擊的類型和特點，需要有針對性地做好相應的防范工作。其中，最重要的措施就是選擇適宜的避雷器，通過加裝避雷器，降低配電網絡受雷電影響的幾率，提高電力供應的安全穩定性。

2.1 可選在避雷器的種類

2.1.1 管型避雷器

管型避雷器主要部分包括管子和內外間隙兩大部分，其外間隙被設置的空氣中，可以與環境密切接觸，并能夠有效隔離來自外部的電壓影響，避免被強電流所燒毀。避雷器的內間隙被設置在管內，對于10kV配電網絡的設施來說，外間隙設置的最小值通常選擇15mm。管型避雷器屬于保護間隙防雷手段中的一種，但因為其優點比較顯著能夠自行完成滅弧功能，所以將其單獨作為一項進行列舉。

2.1.2 設置保護間隙

對配電網的保護間隙進行必要設置，這是最簡單的避雷裝置，或者避雷方法。保護間隙主要通過正負相反的兩個金屬板狀電極所構成，結構非常簡單，同時也很方便操作，尤其便于日常維護，在比較早期的10KV配電網絡中經常會看到。但該避雷器滅弧能力相對較差，且在出現故障后需要花費較長時間進行維護，目前，該避雷器已經逐漸淘汰，為其他類型避雷器所代替。

2.1.3 氧化鋅避雷器

目前使用比較多的還是氧化鋅避雷器，該型避雷器屬于近些年出現的新型避雷器，在避雷性能方面表現更為優越，這也是氧化鋅避雷器在10kV配電網絡中得到最廣泛應用的直接原因。氧化鋅避雷器的作用機理是通過氧化鋅的化學性質，利用其非極性程度高的特點，具有較高的感應電阻。當發生雷擊時，可以體現出強大的抗雷電能力，其整體防雷性能非常優越，使用的壽命也很長。

2.2 對避雷器進行選擇的根據

在雷雨天氣對于配電網絡的威脅非常嚴重，而避雷器則是配電網絡對抗雷擊危險的關鍵手段，避雷器可以降低雷電對整個輸電線路形成的破壞性作用，有效提升整個輸電網絡的安全程度。根據具體的情況和實際需要，挑選更加適宜的避雷器，將其加裝到配電線路中，以提升配電網絡的整體抗雷能力。在對避雷器進行挑選時，設計人員要對配電網絡和具體的外界影響因素進行必要的監測，在此基礎上進行深入分析，需要考慮的內容包括10kV配電系統的運營現狀以及電壓工作狀態、環境中雷擊發生的頻率等。通過對輸電線路區域實施詳細有針對性的信息收集整理以及總結分析后，可以進一步提升監測數據的可靠性性，可以有針對性對避雷器進行選擇。

2.3 線路避雷器在10kV配電線路中的應用

線路避雷器防雷被廣泛用于10kV配電網絡中，其避雷功能實現的基本原理是當配電線路突然遭受雷擊時可以對雷電流實施有效的分流處理，這可以保障線路中的電流不會太大，引發嚴重的后果。當線路受到雷擊作用，配電線路的桿塔內會感應形成的雷擊電流順避雷線進入其他桿塔內，而另外部分的電流會被這些桿塔直接引入進大地，這種情況下的桿塔其接地電阻保持暫態電阻特性。而對于10kV配電網絡來說，其實際的耐雷水平要和雷電流強度、沖擊接地電阻、絕緣子50%放電狀態下的電壓這3個因素都有非常直接的關系。而對于雷電電流強度來說，其與桿塔的位置及大氣濕度等客觀條件都有關系。要向加強桿塔的實際耐雷能力，安裝線路避雷器有助于大幅降低桿塔的實際接地電阻，進而提高配電網絡抗雷擊能力。

2.4 對線路避雷器應用的幾個建議

2.4.1 確保避雷器的工作質量

避雷器的質量和性能參數有直接關系，在使用時，必須選擇那些安全性能更高的新型避雷器產品，以提供更加穩定的技術保障。避雷器的性能體現在方方面面，不能只看計算出來的性能參數，還要考察具體的實驗數據和實際應用效果。一些常規避雷器，其瓷套使用時經常會有炸裂的問題，而瓷套炸裂后的碎片會干擾到配電線路的穩定安全運營。目前，復合絕緣外套氧化鋅避雷器被開發應用于實際的10kV配電網絡，可以高效解決這些常規性問題，提高整體避雷效果。

2.4.2 注重安裝過程中的技術處理

對10kV配電網絡加裝線路避雷器，可以有效防止雷擊發生導致的線路故障問題，但同時也是形成一定的安裝成本。對線路避雷器進行安裝，其數量要控制在一定的范圍內，為確保達到防雷作用，就必須針對整個線路的布局進行合理分析。對需要加裝的區域和地點進行確認，這需要相關的調研數據提供支持。技術人員要做好充分的準備工作，對于確實需要的及時加裝，保證一定的安裝密度，同時對不非常需要的酌情安裝，降低投入成本。

2.4.3 加強運行后的檢查巡視

線路避雷器開始運行后，也需要維護和檢修，為此，供電企業要定期進行檢查，及時處理發現的問題。具體來說，可以利用檢查避雷器的瓷套外表以及放電等現象，監聽器內部有無聲響，檢查避雷器連接線及接地線有無燒傷和斷裂等問題，發現問題及時進行更換。

3 結束語

綜上所述，通過安裝線路避雷器，可以有效提升10kV配電網絡的整體防雷性能，一方面對電力用戶的正常使用是巨大的保障，另一方面對供電企業的設備設施安全也是必不可少的安全保護手段。因為線路避雷器相對普通避雷器有更高的價格，其應用也需要一定的成本投入。在實際進行加裝線路避雷器時，需要對線路使用和環境雷電頻率等具體情況做以合理充分的考慮，既要確保線路安全，又要兼顧設備投入和維護成本，取得最高性價比的防雷效果。

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收稿日期：2018-8-9

作者簡介：李大潤（1979-），男，漢族，重慶梁平人，工程師/技師（配電線路工），大專，從事配網運維管理工作。