10kV輸電線路防雷保護策略的研究

阮紹炯

摘要：本文主要分析了10kV輸電線路雷擊的危險，探討了我國10kV輸電線路防雷保護的現狀，分析了10kV輸電線路防雷保護中的不足，并針對不足提出10kV輸電線路防雷保護作用的策略。旨在為10kV輸電線路的安全運營管理提供一點參考建議。

關鍵詞：10kV輸電線路;防雷保護;防雷接地

引言：在電力系統、動力系統以及電力網中，輸配電線路發揮著及其重要的作用，其中1-10kV的輸配電線路為高壓配電線路，是電力系統中分布范圍最廣的一種輸配電線路，也是其重要構成部分。特別是10kV輸電線路，作為日常生活中的常用輸配電線路，其線路系統的穩定性、安全性，對于社會生產生活有著較大的影響。在10kV輸電線路中，最為常見的系統故障為雷擊事故。雷擊事故小則引發部分線路短路或開關跳閘，嚴重則會引起重大火災和線路系統故障。研究10kV輸電線路的防雷保護對于提升輸電線路防雷作用以及保證線路系統的安全性、穩定性有著重要的意義。因此本文研究10kV輸電線路防雷保護的策略。

一、10kV輸電線路雷擊的危險

10kV輸電線路是我國輸配電線路中分布地域最廣的線路，大部分線路都建立在較為空曠的位置，使得線路綿延成百上千米，這種情況極易引起雷擊事故的發生。雷電作為一種自然現象，它本身是不可控的。在雷電活動開始時，一些大范圍的放電產生的機械力、電效應、熱效應等與輸電線路發生碰擊，強大的電波會沿著輸電線路一直傳輸，給線路沿線周邊造成巨大的安全隱患。例如對較近的變電所及其變電設備造成侵入性危害，引起變電所系統嚴重故障，設備跳閘或線路短路，甚至是火災。對于沿線的居民及其財產也可能因為雷擊等現象的發生引起火災或者雷擊致死事件。例如2017年9月陜西某機電公司10kV高壓輸電線路遭雷擊引發嚴重的火災事故，事故造成短處線路短路、短路以及大面積火災的發生。2005年5月，重慶某村小學10kV輸電線路遭受雷擊，造成7死44傷，成為當年雷擊重大安全事故。2007年，貴州某鎮突發雷雨天氣，某工廠車間10KV輸電線路遭雷擊引發火災，導致整個工廠極其設施設備全部葬于火海，給該公司造成重大的財產損失。可見，10kV輸電線路雷擊的危險對于我們的生產生活有著重大的危害。

二、我國10kV輸電線路防雷保護的現狀

我國對不同輸配電線路的防雷保護采取的措施不同，對于10kV輸電線路雖然主要以水泥接地的方式為主，但城市10kV輸電線路防雷保護還是存在著一定的差異。從10kV輸電電路整體的防雷保護來看，除主要的水泥桿自然接地方式，一般在強雷電地區架空電路中安裝避雷線或避雷針，或者安裝有高壓等級的絕緣子，或是采用兩片式絕緣子，或采用瓷橫擔元件等提高輸電線路的絕緣效果。輸電線路主要以架空下路為主，在極個別地區采用電纜輸電的方式，部分線路中通過設置自動重合閘來提高防雷保護。

此外，在城市10kV輸電線路網中設計的絕緣保護較多，而在鄉村或經濟落后地區的縣鄉等地的輸電線路中設計的防雷保護較少，因此10kV輸電線路防雷保護整體存在著城市防雷保護作用較強，而鄉村或經濟落后地區的縣鄉等地的防雷保護作用較弱。雖然在防雷保護的設計思路上很好的體現了因地制宜的原則，但是實際的防雷保護效果并不突出。隨著鄉村經濟和經濟落后地區的不斷發展，使得鄉村的產業結構發生著極大的變化，鄉村的安全用電需求也在不斷的提升，對于鄉村輸電線路的防雷保護需求也在不斷的提高。這也是近些年全國范圍內各地區鄉村10kV輸電線路雷擊安全事故高發的原因。隨著全國范圍內用電需求的變化，傳統的10kV輸電線路防雷保護的思路也應該有所改變，從城市輸電線路防雷保護線全國各地區防雷保護輻射，并不斷的改善鄉村的10kV輸電線路防雷保護的策略，加強地區性電力系統整體的安全性和穩定性[1]。

三、我國10kV輸電線路防雷保護中的不足

（一）10kV輸電線路跳閘頻繁

10kV輸電線路跳閘是電力系統故障的主要表現之一，這一問題引起的系統故障影響范圍大，對于線路系統的穩定性影響大。有調查數據顯示，我國的10kV輸電線路雷擊故障中，跳閘故障已經超過各類故障的40%，并且這一故障發生的頻次數據還在逐年的增加。主要問題和我國輸電線路中電路及其防雷保護裝置的老化、損壞有著緊密的關系。從線路跳閘發生的時間、地域來看，跳閘高發區主要集中在一年的多雷雨季節和西部地域空曠地帶。相對于城市10kV輸電線路而言，空曠地區的輸電線路暴露在自然環境中，沒有建筑物及其他物體的保護，因此當雨季雷電發生時更容易與輸電線路接觸，發生雷擊導致的跳閘故障。此外，我國鄉村及其經濟落后地區的10kV輸電線路的防雷保護作用較弱，例如自動重合閘質量較差，其他絕緣保護較少，避雷裝置老化等問題，都直接導致經濟落后地區、空曠地區防雷保護不足，雷擊跳閘安全事故高發。

（二）10kV輸電線路避雷作用不強

10kV輸電線路避雷作用不強主要體現在兩方面，一是避雷裝置安全性不高，故障頻發，另一方面是10kV輸電線路避雷器或避雷針配置缺乏標準化和統一化，部分地區10kV輸電線路存在沒有或少有避雷針、避雷線等裝置。防雷裝置的質量是保證10kV輸電電路防雷保護的重要條件之一。當避雷針或者絕緣子本身存在質量問題時，防雷保護作用機會減弱，并且受環境等其他影響因素，導致老化作用加劇，影響絕緣保護和防雷保護作用。另外，部分線路的避雷器密封性較差，這種避雷針或避雷器在運輸中或使用中很容易發生故障，導致10kV輸電線路防雷作用失效，以防雷擊故障。最后，避雷器、避雷針、絕緣子隨著使用時間的延長，接近生命周期，引起發生故障或元件老化的問題，導致其防雷作用和絕緣作用減低，因此發生雷電現象時10kV輸電線路的防雷保護作用難以阻抗雷電，因此引發雷電安全事故[2]。

四、提高我國10kV輸電線路防雷保護的策略

（一）安裝間隙保護裝置

間隙保護裝置是與絕緣子連用的一種防雷保護措施，它是一種并聯的金屬球電極，其工作原理是通過緩沖雷電沖擊作用來加強絕緣子放電電壓的作用，防止輸電線路被擊穿。這種保護方法是通過增加保護裝置來提高線路防雷的作用，但容易降低線路自身的防雷作用，因此可能增加線路跳閘的故障。為了避免這種問題的發生，還需要在塔頂頂相的導線上端增加質量較好的避雷器，提升線路本身的防雷作用。

（二）正確選擇和安裝避雷器

現階段，國家首先應該統一10kV輸電線路的防雷保護裝置的標準，統一和規范避雷器、絕緣子的標準。安裝避雷器時要選擇質量好的避雷器，按照不同塔桿的防雷需求設計避雷器數量和位置，正確合理的安裝避雷器。在空曠地區，要提高塔桿的防雷保護措施，安裝自動合閘，使用絕緣作用較強的絕緣子。此外，還需要適度降低桿塔接地電阻，將電阻控制在4歐姆以下，從而提高接地防雷的裝置的防雷效果[3]。

結語：綜上所述，我國10kV輸電線路防雷保護主要在于防雷保護配置及其保護措施存在城鄉的差異性。整體而言城市10KV輸電線路防雷防護配置較高，保護作用明顯，而鄉村10kV輸電線路防雷保護配置較低，保護作用明顯。根據這種問題，現階段要規范和統一10kV輸電線路防雷保護的配置和防雷處理的方式，提高架空線路的絕緣保護，統一安裝避雷針或避雷器，提高我國10kV輸電線路整體的防雷作用，才能更好的保證電力系統整體的安全性。

參考文獻：

[1]唐軍.珠江三角洲某地區10KV配電線路防雷性能評估及其策略研究[D].華南理工大學，2012.

[2]蘇桂枝.10kV輸電線路防雷保護策略探析[J].企業導報，2015（18）：68-70.

[3]鐘文斌.10kV輸電線路防雷保護策略的研究[J].科技風，2017（07）：200.