10 kV 及以下配網的防雷保護措施

林 森

（廣東電網公司惠州惠城供電局橫瀝供電所，廣東惠州 516002）

0 引言

隨著我國城市面積的不斷擴大，電力資源的使用量也越來越大，用電電壓也在逐漸增長，目前我國通常使用的電壓為10 kV 及以下。隨著電壓的提高、用電量的不斷增長，出現事故的可能性也有所提高，一旦出現雷擊配電線路的問題，會造成嚴重的電力故障，而且還會對周圍的居民造成安全威脅。因此，對于10 kV 及以下配網防雷的保護措施是非常有必要的。

目前我國的配電線路都是利用架空的方式進行設計的，這種方式可以提高線路防雷的能力和10 kV 及以下配電線路的安全性。但是，隨著我國用電量的不斷增加，電力系統的負荷較大，雷擊配電線路的事故發生頻率有所增加，雷擊配電線路有可能引發跳閘等情況，尤其在雷電活躍、土壤導電系數小、地形復雜的地區，由于雷擊導致跳閘的情況發生的頻率更加高，所帶來的損失更大。雷擊配電線路的問題逐漸得到廣泛重視，采取了多種方式對雷擊配電線路進行防護，經過多年的實驗與應用發現降低桿塔接地裝置的接地電阻是提高配電線路安全性的重要方式，對于10 kV 及以下配網防雷的保護措施也逐漸完善，推動了我國電力安全的大力發展。

1 雷電產生的物理條件及危害

在制定10 kV 及以下配網防雷保護措施之前，首先要了解雷電產生的物理原因和形成原因，這樣才可以針對形成原因有的放矢地采取防護措施，使10 kV 及以下配網防雷保護措施更加完善，安全系數更高。

雷電是一種常見的天氣現象，當雷云中的電荷將空氣擊穿就會形成雷電，如果所形成的雷電與地面非常接近，就會導致地面產生于雷電所攜帶的相反的電荷。這時，如果雷云通過異性電荷繼續與地面接近，就可以產生巨大的雷電，甚至可以給地面帶來雷擊。

1.1 雷云放電的特征

雷云放電的能力非常大，而且釋放出的能量造成嚴重的破壞。通常雷電的電流最高可以達到幾百千安培，并且放電的時間短，時間一般在（30～50）μs，放電時溫度也非常高，可以達到上萬攝氏度，會導致雷電周圍的空氣迅速膨脹，從而產生巨大的聲響，對周圍的環境造成破壞。雷云放電還有一個特點就是，在放電時會伴隨著電磁效應、熱效應和機械效應，對周圍的機電設備很容易造成影響，一旦雷云放電電擊到電器設備時，雷電的高溫會使金屬構件瞬間融化，不僅對電器設備造成影響，對周圍的環境也會有一定的負面影響。

1.2 直擊雷與雷電感應形成的方式

由于城市具有熱島效應，當市區上空出現雷云時，由于雷云負電的感應，使附近地面或地面上的建筑物積聚正電荷，從而地面與雷云間形成強大的電場。當某處積聚的正電荷密度很大，激發的電場強度達到空氣游離的臨界值時，雷云便開始向下方階梯式放電，稱為下行先導放電。處于市區的高層建筑物周圍空間的電荷濃度較大，易形成向雷云方向的上行先導放電，當這個先導逐漸接近地面物體并達到一定距離時，地面物體在強電場作用下產生尖端放電，形成向雷云方向的先導并逐漸發展成上行先導放電，兩者會合形成雷電通路，引發直擊雷。因此，應特別重視處于市區及其附近的建筑物的直擊雷防護。

2 雷擊配電線路的主要原因

雷擊配電線路的主要原因有5 個：①由于部分線路的接地線丟失，可能是人為偷盜的原因造成，缺少接地線，使機電設備的電荷無法導出，過多的電荷存在于機電設備中，就可能引起雷擊配電線路；②10 kV 及以下的線路周圍也存在著許多交叉的高電壓，從而產生電壓差，出現事故的可能性增加；③一部分的10 kV及以下線路為了提高安全性，會使用針式絕緣子，但針式絕緣子被雷電擊穿時，不容易被發現，當雷電發生時，安全隱患的危險性就會擴大；④有些工程在施工過程中過分追求速度，工程質量出現問題，開關、配電網安裝不規范等情況經常出現，當遭遇雷擊時，造成的危害更大；⑤避雷器的質量不合格或者常年使用出現故障，失去避雷的效果，當雷擊發生時不能起到作用。

3 現階段10 kV 及以下配網常用的防雷技術和措施

現階段10 kV 及以下配網常用的防雷技術和措施主要有：降低塔體接地電阻的方式、在配變開關、電纜等設備高壓側安裝避雷器以及其他的防雷措施，利用不同的防雷措施對達到提高安全性的目的。

3.1 采用降低塔體接地電阻的方式

采用降低塔體接地電阻的方式主要是針對地勢較為平坦的地區，比如平原地區，在一些土壤電阻率比較低的地方也會采用降低塔體接地電阻的方式提高10 kV 及以下配網常用的防雷技術。對于平原地區或者電阻率較低的地區，采用降低塔體接地電阻的方式可以提高施工效率，并且安裝的方式也非常便捷。對于山區桿塔的防雷管理，關鍵是要確保接地電阻的質量過關，通常在整個過程中需要在4 個塔腳部位采用敷設較長的接地網或打深井加降阻劑，通過這種方式提高電線與地面土壤之間的面積，從而達到減小電阻率的目的。但是當遭遇雷擊時，接地電線的長度過程也會產生較大的附加電感值，這會使塔體的電位增大，電壓差增大，防雷的能力可能會有所下降，這個問題需要引起高度重視。

3.2 在配變開關、電纜等設備高壓側安裝避雷器

在配變開關、電纜等設備高壓側安裝避雷器，可以有效降低運行過程中可能出現的由配電裝置產生的雷電事故。當配電裝置損壞時，配電裝置的低壓側與高壓側都會有一定程度的損壞，這時電壓會下降、配電的接電線上會產生高電壓，而且通常高電壓會產生在配變低壓側，這時會造成嚴重的配變損壞，需要在配電開關、高壓側、低壓側安裝避雷器，提高配電裝置的防雷性。

3.3 其他常用的防雷技術和措施

除了采用降低塔體接地電阻的方式、在配變開關、電纜等設備高壓側安裝避雷器這兩種方式之外，現階段10 kV 及以下配網常用的防雷技術的其他措施主要有：延長閃爍的路徑，使電弧更容易熄滅，從而加強絕緣的強度；采用更高的絕緣材料、在配電線路中人為的增加絕緣點，從而起到保護電路的作用；干燥的季節增加對電阻測試的頻率，并且要提高電阻測試的準確性等方式。通過多種方式的利用，提高10 kV 及以下配網的防雷保護措施。

4 結束語

隨著我國用電量的不斷增加，電線的負荷也在逐漸增大，10 kV 及以下配網成為了城市輸送電力的主要方式，因此要加強10 kV 及以下配網的安全性，尤其是對防雷保護措施的加強，使我國電業運行更加安全。