供電所10 kV配電線的防雷問題成因及解決措施

林松金

（寧德市供電服務有限公司福安分公司，福建 福安 355000）

0 前言

用電安全一直是重要的民生問題，不僅關乎人們的生命以及財產安全，也影響了社會的和諧與穩定。當前經常使用技術成熟的絕緣導線來保障10 kV配電線的穩定運行。從實際情況來看，絕緣導線雖然會避免一些問題，但是也會造成新的問題，尤其是雷擊問題。雷擊會直接損壞配電線路，進而影響用電安全，因此，應該增加10 kV配電線防雷問題成因的研究力度，并提出科學合理的解決措施，提高10 kV配電線的防雷水平。

1 10 kV配電線進行防雷的意義

在正常使用的情況下，10 kV配電線路不會突然損壞，但是雷擊會對10 kV配電線造成巨大的影響[1]。首先，雷電的輻射性以及穿透性都特別強，會損壞配電線路本身，例如塔臺在經受過雷擊后就會直接損壞。其次，如果10 kV配電線受到雷擊，在線路中的電壓就會驟升，這樣就會對變電設備、電容器等配電設備造成損壞，進而對整個配電系統的運行造成干擾。此外，線路、設備的損壞不僅會增加供電所的財產損失，也可能會給電力人員的人身安全帶來威脅。從雷擊對10 kV配電線的影響就能夠看出對10 kV配電線進行防雷具有重大意義。提高10 kV配電線的防雷水平不僅能夠保障配電系統的穩定運行，也能夠避免線路、設備的損壞，可以減少供電所的財產損失、降低出現安全事故的概率。隨著人們對生態的破壞，自然條件發生了變化，在一些不需要進行防雷措施的地區，其天氣在近些年急劇變化，變為多雷電的地區，這就對線路的安全性造成了影響，原來防雷設計已經不能夠滿足日益增長的防雷需求，這時進行防雷設計就非常有必要了。

2 10 kV配電線的防雷問題及成因

2.1 防雷問題

防雷需要注意以下3點。1）當前，10 kV配電線的避雷器一般都安裝在桿塔上，這樣可以有效地提高當級桿塔的防雷水平，但是無法為配電系統的防雷提供保障。如果需要在配電系統中安裝避雷器，不僅需要花費大量的人力物力財力，也難以實現避雷器的安裝和維護，所以不容易實現。但是，另一方面，輸電線路多存在于荒野中，整體較為突兀，容易出現雷電的襲擊事件。因此，采用經濟合理的防雷措施也就變得勢在必行了。2）隨著配電系統的發展，其靈活性也不斷提高，配電線路中也多了很多開關，這樣可以增強系統的可靠性，但是也會帶來新的問題。例如，如果沒有在開關以及閘刀上都安裝防雷設施就可能會使開關和閘刀受到雷擊。3）近年來，在建設配電線路時開始應用電纜線路，所以配電線中多了一些環網柜、電纜分支箱等設備，這些設備也在一定程度上帶來了整體設備的防雷措施不到位等新問題，給防雷工作帶來的新的挑戰。

2.2 成因

造成10 kV配電線防雷問題的因素有很多，其中主要包括人為、配電線路絕緣水平低等。1）人為因素：人為因素是造成10 kV配電線遭受雷擊的關鍵因素之一。首先，在建設10 kV配電線路時，施工人員可能沒有做好防雷措施，導致配電線的防雷水平比較低。另外，整體運維人員的責任意識還不強烈，對出現的安全隱患重視程度不夠，這就為事故的發生埋下了隱患。另外，在整體的事故發生過程中，各種風險因素相互疊加，導致整體的輸電線路存在極大的安全隱患。其次，部分10 kV配電線路地處偏遠、資金匱乏、交通不便，所以線路維護人員無法定期進行線路維護，這樣就可能會導致線路受到雷擊[2]。也有一些維護人員沒有認真對待工作，只是隨便檢查一下，沒有及時發現和解決線路中存在的問題。此外，一些違法犯罪人員可能會損壞配電線路，導致配電線路被剪斷，就可能會出現接地故障。2）配電線路的絕緣水平低：在遭受雷擊后，10 kV配電線的電壓會突然急速上升并損壞配電設備，這主要是因為配電線路的絕緣水平低。還有就是雨水也會降低絕緣性能，這些情況的出現會使配電線路的絕緣性能比較差，嚴重的甚至會導致線路被擊穿，這種情況很難修好，就會造成大范圍停電。3）配電線路的防雷能力差：雷電具有較強的輻射性、穿透性，并且溫度也比較高，就會損壞配電線路。配電線路易受雷電襲擊主要是因為配電線路的防雷能力比較差。一些地區的經濟發展水平比較低，沒有及時更換防雷設施，就會導致配電線路的防雷能力下降。另外，在進行雷電的設計過程中，由于受到當地自然條件的影響，部分配電線路防雷設計水平并不十分到位，這就導致一些配電線路受到溫度、輻射的影響十分嚴重，會給配電線路造成較為嚴重的破壞。這在一定程度上也是設計防雷水平不足導致的。而且多集中在經濟不發達地區以及極端災害出現的地區，這些地區的防雷水平在剛開始設計時或許能夠滿足防雷需求，但是，隨著時間的推移維護成本的提高，長時間未進行更新換代，導致整體防雷水平十分脆弱，因此這些地區非常容易遭受雷電襲擊。4）防雷技術落后：在10 kV配電線中進行防雷具有一定的難度，而我國目前的防雷技術相對落后，無法完全滿足10 kV配電線的防雷需求。還有就是成本問題，長距離的輸電線路，其防雷成本以及運維成本都是一筆不小的開支，如果沒有先進的防雷技術，就會導致整體的防雷效果大打折扣，也會在一定程度上影響整體線路的防雷等級。例如，避雷器的安裝不夠合理、防雷技術跟不上配電線路的發展等。除此之外，在進行防雷的基礎研究方面，研究的經費還略顯不足，各級領導重視程度不夠，無法支持較為先進的研究項目，這也是造成整體技術無法和國際先進水平持平的重要原因，因此需要積極研究新技術、引進先進技術，提高線路防雷水平。

3 解決10 kV配電線防雷問題的措施

解決10 kV配電線防雷問題具有重要意義，因此，供電所應該利用有效手段提高配電線的防雷水平，降低出現雷擊事故的概率，如圖1所示。

3.1 提高配電線路的絕緣水平

如果想從根本上解決10 kV配電線的防雷問題，就需要提高配電線路的絕緣水平。更換絕緣材料是一種比較理想的方法。傳統絕緣材料的絕緣水平相對較低，無法很好地達到防雷目的，因此可以利用沖擊放電電壓更強且等級更高的絕緣材料來替換傳統的絕緣材料，這樣就可以在一定程度上提高配電線路的絕緣水平，降低配電線路受到雷擊的概率。另外，新材料的技術應用也應該得到重視。這就需要和國內外知名的科研企業進行深度合作，對新材料科技進行研發， 從而能夠獲得經濟效益高，絕緣性能強，具有較長壽命的新型絕緣材料，使配電線路的絕緣水平能夠達到國際先進水平，并且能夠適應我國復雜的氣候條件，從而提升整體的配電線路的絕緣水平。

3.2 合理安裝避雷設備

避雷設備在10 kV配電線路防雷中發揮了重要作用，因此需要合理地安裝避雷設備。當前，常用的避雷設備包括避雷器和避雷線2種，安裝這些設備可以在配電線路遭受雷擊時適當降低配電線的電壓值。為了減輕工作壓力，一般都選擇使用氧化鋅避雷器，這種避雷器不需要進行維護，并且老化速度比較慢。在安裝避雷器時，要嚴格按照要求和規定進行安裝，避免出現失誤和損壞[3]。同時，也需要合理地選擇避雷器的安裝位置。在部分桿塔上安裝避雷器無法保護整個配電系統，但是在整個配電系統中都安裝避雷器又難以實現，因此，在建設10 kV配電線路時，需要利用科學有效的方法保障整個配電系統的安全，增強線路運行的可靠性。例如，可以在T接處、線路分支點等一些容易被雷擊中的地方安裝避雷器，提高配電線路的防雷水平。此外，在安裝避雷線時需要綜合考慮沖擊系數等因素，提高避雷線的安裝水平。

3.3 調整架空導線結構

當前，10 kV配電線路經常使用架空配電線路這種結構，但是在海拔、位置等因素的影響下，架空配電線路受到雷擊的概率比較大，因此，需要做好架空配電線路的防雷工作。施工人員在建設過程中需要合理地調整架空導線的結構，在線路中安裝絕緣套，增強架空線路的絕緣性能，確保架空線路的安全運行。其次，在安裝架空線路時，需要合理地調整放電間隙，使電壓得到有效的疏導。可以利用并聯方法進行間隙調整，使間隙電壓高于雷擊電壓。同時，還需要在間隙中安裝可以防雷擊的放電控制設備，從而減小雷擊對架空線路的影響，增強架空線路的防雷性能。此外，還需要對當地的氣候進行重點分析，需要在架空線路一些容易受雷擊的地方安裝避雷設備，從而能夠顯著提升對雷電多發區域的防雷等級，實現全面防雷和重點防雷相結合的方式。這對于整體防雷措施的使用具有重要的意義，既能夠節約成本。也能夠加強對敏感地區的保護，降低被雷擊的概率。

圖1 解決10 kV配電線路防雷問題的措施

3.4 科學應用間歇保護方式

電流具有一定的特殊性，絕緣子串的放電一般都處于比較靠后的間歇保護位置，所以可以利用間歇保護對異常放電的電弧根部進行引導，這樣就可以將雷電的電流轉移到地面上，從而達到保護配電線路的目的。還需要以大數據算法作為支持，對整個輸電線路進行數據信息改造，利用大規模傳感器的布置，對配電線路的各個區間進行實時動態監測，對其中絕緣子串的放電等行為進行聯網監測，并且建立動態數據庫，對其中極易出現老化的區段進行重點防控，如果出現異常數據，應該及時采取相應的措施，對其進行間歇保護，提高線路的整體絕緣水平，保證在雷電天氣能夠使防雷等級得到提升，極大限度地提升防雷的效果，從而保證整體線路的安全性和可靠性。

3.5 加強電纜線路的防雷水平

電纜線路在配電線路中發揮了重要的作用，但是環網柜以及電纜分支箱的防雷問題較為突出，需要重點考慮。當前，部分供電所會在整個環網系統中安裝避雷器，這也可以起到電纜線路防雷的作用，但是需要大量的資金投入，成本相對較高，并且運行安全性較低。因此，為了加強電纜線路的防雷水平，可以根據實際情況安裝保護環網單元。保護環網的安裝，也要盡可能地遵循成本控制、質量保證等基本原則。只有成本控制到位，才能夠為更多的異常天氣地區進行安裝和布置。良好的質量也能夠大幅度提升防雷的效果。通過降低成本，增強運用的安全性。可以讓防雷等級得到顯著的提升，有助于整體配電線路的防雷水平的提升。

3.6 降低接地電阻

接地電阻過大會造成嚴重的影響，因此，需要通過非金屬接地等有效措施降低接地電阻。非金屬接地模塊主要是由吸水劑、保水劑、凝固劑以及石墨共同構成的，具有較強的吸水性能和保水性能，可以擴大接地體的散流面積，有效降低接地電阻。同時，非金屬接地模塊具有一定的防腐性能，可以延長使用年限，并且這些材料不僅成本低，還具有環保的好處，所以可以利用非金屬接地的方式降低接地電阻，提高10 kV配電線路的防雷水平。

3.7 做好配電設施的防雷工作

在進行實際工作階段，除了配電線路的防雷外，還要針對配電設施進行一定的防雷設計，這對于保障整體的設施的防雷效果具有重要的意義。針對10 kV配電變壓器的防雷措施方面，需要采用柱上開關和電纜分支箱分開存放的方式保障整體的防雷等級。還要將變壓器的保護外殼、高壓側的避雷針以及低壓側的中心點，共同進行接地處理。在低壓側的總熔斷器前段也要進行避雷針的安裝，從而提高整體設備的安全性。還要做好對各個設備單元的檢查工作，確保每一處相對獨立的設備單元都有良好的接地連接，從而確保整體設備的安全性和可靠性。

3.8 加強維護

10 kV配電線路的運行壓力較大，在運行過程中可能會出現問題，進而影響到配電線的防雷性能，因此需要加強線路的運行維護。首先，需要增強維護人員的責任意識，提高維護人員的技術水平。供電所需要定期對維護人員進行培訓和考核，使維護人員意識到運行維護工作的重要性，并維護人員充分了解工作環境、設備狀況、線路情況，及時發現和解決線路在運行過程中出現的問題，并且還要組織科學合理的運維技術規范。例如進行科學排班，讓每一個區段都能夠保證有充足的人員進行巡視。并且通過科學的管理，進行區段責任劃分。讓運維人員有一定的責任意識，提升工作的積極性，保證整體的運維工作能夠順利進行。還要定期對線路以及設備進行巡查，及時發現可能的事故災害發生點，如一些樹木整體生長過高，可能引發雷擊事故的風險等。通過早發現早處理，將各種風險降到最低，從而對線路進行保護，確保整體線路的安全性能得到保障。此外，應該加強電力設施的保護力度。供電所可以和相關政府部門進行合作，在電力設施周圍張貼宣傳標語，增強人們保護電力設施的意識，同時也要嚴厲審查和打擊破壞電力設施的行為，減小電力設施損壞的可能性。

4 結語

提高10 kV配電線路的防雷水平具有重要意義，但是目前10 kV配電線路在防雷方面仍然存在防雷效果差等問題，主要是由人為因素、配電線路絕緣水平低等因素造成的。為了解決這些問題，應該提高配電線路的絕緣水平、合理安裝避雷器、調整架空導線結構、科學應用間歇保護方式，通過這些手段提高10 kV配電線路的防雷水平，保證10 kV配電線路的安全穩定運行，促進電力行業的良好發展。