關于10KV配電線路的雷電感應過電壓特性研究

王虎英

摘要：10KV配電線路在運營的過程中，受到雷擊容易發生安全事故，之所以會出現這一問題，主要是因為線路絕緣水平不達標，基于此，本文研究10KV配電線路的雷電感應過電壓特性，從雷擊的概率、大地導電率、新型材料的應用等方面入手展開分析，希望能為關注此話題的研究者提供參考意見。

關鍵詞：雷電感應過電壓;閃絡特征;大地導電率

引言：

雷擊高發路段的大地和線路周邊的高層建筑會導致線路產生過大的電壓，此時10KV配電線路就很有可能發生安全事故，在架空配電線路中架設接地線能預防雷電感應過壓的不良情況，本文分析10KV配電線路的雷電感應過電壓特性，探究加強雷擊防護的有效措施。

一、高大建筑物附近的雷電感應過電壓低

當高大建筑物聚集在10kV架空的配電線路周圍時，建筑物的高度普遍高于導線的高度，建筑物會遮擋屏蔽導線，導致導線的弧度大大減小。與空曠地帶相比，雷電擊中導線的概率會大大減小。高大的建筑物會導致雷電先導產生的電場減小，導致被束縛的電荷總量明顯降低，雷擊大地時，導線上產生的雷過電擊會明顯減少。在計算雷電感應過電壓時，要依據主放電雷電流模式，明確雷電通道不同距離和位置的電場分布情況。把線路和電磁場的關系作為可靠依據，計算出不同的雷電電場在配電線路上所產生的感應過電壓。現如今，科學技術水平在不斷提高，產生了FDTD這一計算模式，同時也獲得了廣泛的應用。FDTD能同時計算大地有限電導率和絕緣子閃絡，在此基礎上判斷這兩個參數對雷電過電壓所產生的影響，與傳統的雷電過電壓計算方式相比，得到的時域相應結果更為準確，這是一項非常有突破的創新舉動。最大感應過電壓的具體情況會受到多種因素的影響，這些因素包括配電線路的距離、雷電流幅值、配電線路的高度。FDTD得到的結果不僅僅包括上述因素，還指明大地電導率、接地電阻、回波的傳播速度、雷電流波前時間這些因素也會影響最大感應過電壓。在計算雷電感應過電壓時，不需要過多考慮雷電先導的同波速度和接地電阻，二者對雷電過電壓的變化所產生的影響可忽略不計[1]。

二、雷擊的概率和閃絡特征

通常情況下，如果大地的導電率有所增加，就會出現雷擊線路最大感應過電壓明顯減小的情況，此時雷擊次數的變化速率就會有所降低。另外當雷擊線路的感應過電壓數值大于某一個特定的過電壓數值，電力線路遭到雷擊的可能性就會明顯降低，這說明線路的雷擊概率和閃絡概率也明顯降低。導致電力下路絕緣閃絡次數、雷電感應閃絡率上升的原因是大地的導電率有所降低。經過實驗對比，發現直擊雷閃絡率對線路導電率產生的影響比較小，如果發生了直擊雷，電力線路就更有出現閃絡情況的可能。在沒有建筑物和樹木的開闊區域內，很有可能發生雷擊閃絡的不良現象，導致配電線路短路。

三、最大感應過電壓和大地導電率相互之間的關系

最大感應過電壓和大地導電率相互之間的關系有一定規律可循，大地電導率所有影響雷電感應過電壓中的一項重要因素，大地電導率對電壓正負極和電壓的增長幅度有一定影響，當大地的導電率有所升高，電流會有所增加，電壓變大的幅度也會有所增加。大地的電阻率會明顯升高，不是理想的導體，在此條件下，只有配電線路的局部感應會受到影響，而高頻電磁場所受到的影響卻非常明顯。當線路中有雷電波通過，線路上各個節點的電壓都會發生改變，把大地當做是一個理想的導體，雖然大地會影響電波在線路傳輸過程中電壓的變化幅度，但是電波的波形卻不會受到影響，正是因為如此，線路中的波形能始終保持一致。如果大地的導電率有所下降，而波形始終處于不變的狀態，最終會導致電壓正負極互換。為了防止這一不良情況的發生，工作人員在安裝電路的工作中，應該嚴格按照技術規范要求展開各項工作，完成配電線路的改造是一個非常復雜的過程，尤其是改造桿塔結構，改造輸電線路這項工作要經過漫長的周期，也要用到多項技術，需要花費較高的成本。改造工作的進行要與地理環境相結合，同時也要考慮到當地的經濟發展情況。

四、應用新型材料提高線路的防雷性能

要想提高10KV配電線路的防雷性能，可使用鋼絞線，同時這也是目前為止的一種最佳選擇。通常情況下，要在配電線路桿塔的最高點架設避雷線。從而保證避雷效果能夠得到最大限度的發揮。在目前的發展階段中，我國配電線路包括超高壓輸電線路、普通高壓輸電線路，這兩種線路的制作材料是鍍鋅鋼絞線，對橫截面積有特殊的要求[2]。比較常見的絞線是25mm、50mm、70mm這三種規格。原則上來說，絞線的橫截面積越大，避雷線的橫截面積也越大。由于受到強風的影響和干擾，避雷線很有可能會產生震動，導致線路的穩定性受到不利影響。對此應該采取有效的措施避免發生震動的不良情況，防震錘有降低節點的作用，運用該方式能有效緩解線路雷電感應的過電壓現象。隨著科學技術水平的不斷提高，促進電力企業的供電水平持續上升。鉛包鋼結構導線的優點是強度高、不生銹、導電率更好。在很多發達國家地區，超高壓的輸電線路的架設把改良導線應用其中，導電率更高，也更加耐用、穩定。

總結：

10KV配電線路的雷電感應過電壓特性的主要表現是高大建筑物附近的雷電感應過電壓低;應用新型材料提高線路的防雷性能。對于社會經濟發展來說，電力資源的穩定性在其中發揮非常關鍵的作用。研究10KV配電線路的雷電感應過電壓特性，并找到有效防止雷擊的措施，保證供電系統能夠安全穩定運行。

參考文獻

[1]李揚.10kV配電線路架設地線對雷電感應過電壓的防護效果[J].中國設備工程，2018（19）：58-59.

[2]王建欣，沙忠旗.配電線路的雷電感應過電壓特性分析[J].黑龍江科技信息，2014（33）：9.