關于10kV配電線路防雷保護間隙的設計探討

秦國慶

摘要：我國社會經濟的發展離不開電力資源的支持，并且隨著工農業生產速度的加快，對電力資源的需求有所增加，10kv配電線路在人們日常生活中的建設和應用越來越廣泛，隨著10kv配電線路的增多，其防雷問題也得到了人們的廣泛重視，針對10kv配電線路防雷保護間隙的設計工作進行分析和探討，以提高線路防雷功能，提高電力系統運行的穩定性。

關鍵詞：10kv配電線路;防雷保護間隙;設計

自改革開發以來，我國電力領域得到了充分的發展，配電網工程建設增多，建設規模也越來越大，隨著10kv配電線路分布越來越廣泛，其網絡結構越來越復雜，防雷難度有所提升。尤其是架空線路雷擊問題，為了降低雷擊損耗，對10kv配電線路防雷保護間隙的設計進行了進一步的分析和探討。

一、10kv配電線路防雷保護間隙設計需求

（一）線路地理位置不適合安裝防雷保護裝置

10kv配電線路有絕緣裝置的保護作用，但是受到一些因素的影響，保護裝置無法正常發揮效果，就需要有其他保護裝置的保護作用，以避免雷電對線路產生的不利影響。比如線路建設在環境相對復雜的位置如山區等，這部分地區對防雷設施有較高的要求，如果難以尋找到合適的防雷設備安裝地點，則防雷設施無法發揮出其應用的效果。在架空線路中，防雷保護裝置的作用是有限的，保護作用發揮的三種類型分別是：避雷針等對雷電的屏蔽作用、提高導線的絕緣能力以提升對雷擊的抵抗水平、轉移閃絡點，避免開關跳閘。當以上三種措施均不能發揮作用時，需要進行防雷保護間隙的設計以降低雷擊損害。

（二）絕緣子作用失效

絕緣子在長時間的使用之下，長期暴露于空氣中會導致作用失效，各種塵埃、分子結構等在絕緣子表面附和，使絕緣子原有的絕緣功能減弱，一旦遇到雷雨等惡劣天氣，雨水淋濕絕緣子表面物質，雷擊下就會發生污閃，絕緣子的絕緣效果消失。

（三）配電線路有電擊影響

在一些特殊地區，10kv配電線路受到雷擊的影響較大，雷擊可能會對線路整體造成較大的損害，所以需要進行防雷保護間隙的設計。選擇相應的防雷技術的同時，避免閃絡等問題的發生，用以維持整個供電系統運行的正常。

二、10kv配電線路防雷保護間隙設計分析

雷電在瞬間對電力線路造成的損害是巨大的，雷電過電壓擊穿電力線路的絕緣層，線路絕緣功能急劇降低，導致線路在持續的工頻短路電流電弧作用下，雷擊位置弧根燃燒，導線被燒斷。一般情況下，一旦線路中絕緣子被破壞，斷路器會發揮作用，切斷電弧。基于此，為了避免雷電對配電線路造成的損害，需要在防雷設施建設時對防雷保護間隙進行明確的制定。

當雷擊發生時，沖擊空氣簡析所需要的時間，與線路的保護間隙結構有一定的關系，也與電壓大小有關。如果雷擊過電壓呈逐漸升高的趨勢，則空氣間隙擊穿的幾率也有所提升，當電壓上升至一定的數值，空氣間隙則會被擊穿。絕緣擊穿情況影響10kv配電線路的運行穩定性，這是有操作過電壓決定的，操作過電壓產生于電容元件和電感元件中，如果電力元件在運行過程中出現異常，則電容元件和電感元件會轉換電源能量，產生大于供電電壓的操作過電壓。一旦操作過電壓發生，右波前時間會發生空氣間隙擊穿，隨著保護間隙數值的增大，擊穿電壓最小值所對應的波前時間也會隨之增大。對10kv配電線路進行防雷設計時，保護間隙有柱形和兩種形式可以選擇，圓形間隙是在絕緣體成環狀的基礎上完成的，兩個絕緣體構成的環狀結構在配合的作用下，形成保護間隙，這一過程中需要注意的是，兩個環狀結構之間需要保持一定的距離，這種保護間隙形式能夠起到一定的平衡絕緣效果。柱形結構則是由兩個圓形結構組成的柱形電極結構，電極之間也需要保持一定的間距，在圓形結構上方設置有球電極間隙，主要由兩個金屬電極制成。計算絕緣子串電壓需要相關軟件的輔助作用（ANSYS），在軟件良好的分析和處理之下，構建出一個電磁場分析模型，最后得出準確的電磁場量結果。泊松方程能夠計算絕緣子串電壓，輔助計算保護間隙絕緣子串，最終得出間隙數值，根據實際需要設計間隙數值，達到良好的保護作用。

三、結束語

綜上所述，為了提高10kv配電線路的防雷功能，需進行線路的防雷保護間隙設計，結合設計要求，利用現代技術的輔助作用，結合各方面影響因素，準確計算出合理的防雷保護間隙數值，以提高10kv配電線路的防雷能力，避免雷擊對供電系統造成的損害，為人們提供穩定的電力資源。

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（作者單位：南京華東電力設計研究院有限公司）