應用線路避雷器提高10kV配電線路防雷性能的研究

張海東

摘要：社會經濟全面發展推動下，現階段我國電力事業發展較快，各類變電站配電線路建設范圍不斷擴大，為生產生活用電提供了較大便利。在物質生活的提升對電力電能需求量在不斷擴大。目前通過架設10kV配電網能夠有效滿足現階段社會發展對電能要求，但是當前10kV配電線路在實際運行過程中會受到自然要素影響，比如外力破壞，自然災害，雷擊等損壞，而且10kV配電線路自身絕緣性較差，導致諸多安全事故的發生。

關鍵詞：線路避雷器;10kV配電線路;防雷性能

一、10kV配電線路防雷性能基本分析

10kV配電線路基本防雷性能對其穩定硬性以及供電輸出質量具有較大影響，所以當前對其防雷性能進行探析具有現實意義，目前可以通過線路雷擊跳閘率以及線路抵御雷擊性能對10kV線路防雷性能進行綜合評價。線路雷擊跳閘率就是在線路一段時間運行中以及相應范圍之內雷擊條件中導致線路跳閘問題產生的總次數。線路耐雷水平就是線路受到雷擊影響，絕緣子不會產生閃絡問題，線路耐雷能力更高，跳閘幾率就會更低。反之，線路耐雷水平較低，雷擊跳閘發生幾率就更高。從實踐中可以看出，目前10kV配電線路中應用避雷線不能獲取良好的防雷成效。所以當前大多數10kV配電線路上未安裝避雷線，等到電塔頂受到雷擊之后，由于尚未配設避雷線，會導致一相導線產生放電問題。此類問題不會直接致使線路中斷，產生跳閘問題。但是當第二相導線放電現象產生之后，就會導致線路出現跳閘問題。所以現階段為了能夠全面增強線路整體防雷質量，需要對線路基本運行數據進行分析。在目前10kV配電線路運行過程中，還存在雷電過電壓問題。分別是導線直擊雷過電壓以及桿塔直擊雷反擊過電壓問題，最后是在直擊雷作用下產生感應雷過電壓問題。

二、10kV配電線路避雷器的有效應用探析

對配電線路防雷性能進行探究的重要指標就是雷擊跳閘率以及線路實際耐雷能力，線路基本耐雷能力就是線路在實際運行過程中受到雷擊之后絕緣子串不會產生閃絡問題的最大雷電流幅值。線路雷擊跳閘率就是在每公里范圍內配電線路承受雷擊之后所導致的跳閘基本頻率。概況性來說，配電線路自身耐雷能力更高，雷擊跳閘率發生概率就較低，線路自身防雷性能更好。從目前我國部分區域實際架設10kV線路的地形復雜性較高，并且雷電事故發生率較高。主要原因是因為土壤自身具有較大的電阻率，致使桿塔自接地電阻降低以及耐雷水平提升的難度較大，加上為了使其抗雷性能有效提升，還需要對相關桿塔結構以及線路老化嚴重區域進行改造。需要結合區域防雷現狀采取相應的避雷措施，比如安裝線路避雷針，降低防雷接地系統接地電阻等措施，這樣才能更好地提升配電線路基本的防雷能力。

在正常情況下，主線易受到雷擊的桿塔都會選取Zπ-15的桿型，此外塔桿基本參數和絕緣子型號之間還保持一致性。通過研究可以發現，當前塔桿線路雷電幅值較低時，相關絕緣子不會產生閃絡問題，并且絕緣子兩端位置電壓波處于基本穩定狀態。當雷擊電流值開始逐步增大時，單相絕緣子實際承受的電壓值開始逐步擴大，等到其達到沖擊臨界放電電壓值時，A相絕緣子會產生閃絡，此時線路未出現跳閘問題。當雷電實際電流逐步擴大到某項臨界點之后，桿塔電位會不斷上升，各項絕緣子也會產生閃絡問題。在10kV線路中配設線路避雷器能夠使得雷電得到有效攔截，從而限制絕緣子產生閃絡問題，對電路穩定運行進行有效保護，使得線路耐雷能力全面提升。從長期實踐結果中可以看出，在容易受到雷擊的桿塔上安裝線路避雷器能夠有效提升線路基本防雷能力。

在正常情況下，技術人員在ATP仿真模型基礎上對10kV配電線路過電壓數值進行有效計算，再通過相交法對線路絕緣子閃絡問題進行判斷。當絕緣子串放電曲線和線路基本感應電位以及塔頂感應電位曲線處于基本相交狀態時，技術人員能夠對閃絡問題進行判定。目前在仿真模型中各項參數頻率設定過程中，可以將其基本參數頻率設定為450kHZ，將桿塔波阻抗設為250Ω。比如當桿塔雷電流幅值設定為4kA時，各個塔桿尚未出現絕緣子閃絡問題，此時可以根據相關公式對10kV配電線路基本耐雷能力進行計算，此時技術人員能夠將雷電流進行擴大，取值為12kA，由于10kV配電線路基本耐雷能力無法適應雷電流大小，會導致一相導線產生閃絡現象，但是有的線路尚未出現跳閘問題，此階段一相導線處于階段狀態。在耦合作用下，二相導向等會感應到電壓的存在，由于塔頂電位極性和導線極性具有相似性，電壓差開始逐步降低，從而不會產生絕緣子閃絡問題。

三、10kV配電線路防雷技術措施

（一）優化線路絕緣水平以降低閃絡發生幾率

在雷云活動與放電形式影響之下，直擊雷過電壓幅值相對較高，而感應雷過電壓幅值偏低，感應雷過電壓幅值變化區間相對較大。為此，感應雷過壓在雷云活動狀態下，與配電線路距離較近，云對地放電的幅值就會很大，導致感應雷過電壓引發配電線路絕緣擊穿的情況。而架空線路是感應雷過電壓最常見的對象，此類型線路在配電網中的絕緣性提升有限。而且配電網絕緣性能不理想，所以干引雷過電壓所引發的閃絡問題經常發生。在這種情況下，應將裸導線更換成絕緣性能較強的絕緣導線，適當地增加絕緣子的片數，對絕緣子型號進行改變，并在導線與絕緣子間加設絕緣皮，使得線路絕緣性能優化，減少了閃絡事故的發生。

（二）自動重合閘裝置的應用

為有效地規避雷擊因素所因其的配電線路破壞問題，可以將自動重合閘裝置設置在配電線路當中，使得配電線路供電的可靠性提升，優化排除瞬時性故障的能力。但是，在實際電力生產中對自動重合閘裝置的應用一般常見于架空線路，因此類線路特殊性較強，瞬時性故障經常發生，而其能夠自動合閘，在解除故障以后，即可確保線路正常運行。

四、結語

總而言之，當前10kV配電線路在實際運行過程中，容易受到雷擊問題影響，所以當前通過應用線路避雷器對提升基本線路基本防雷性能具有重要作用，能夠確保10kV配電線路可靠運行，供電穩定性，滿足區域供電可靠性需求。

參考文獻：

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