10 kV配網(wǎng)綜合防雷技術分析

陳永亮

陽江陽西供電局新圩供電所，廣東 陽江 529827

0 引言

要想提高系統(tǒng)的運行安全性和穩(wěn)定性，需要做好相關技術的管理，還要對電路進行全面的改良，避免出現(xiàn)雷擊斷線等問題。在對雷擊事故問題進行預防和解決時，需要提高線路自身的絕緣性能，同時需對腐蝕問題進行全面防護，對現(xiàn)有的桿塔結構進行簡化，從而保證工程建設質(zhì)量的基礎上，盡可能降低施工成本[1]。

1 10 kV配網(wǎng)雷擊災害仿真模擬

通過綜合分析可知，導致配網(wǎng)雷擊的因素較多。

（1）環(huán)境因素。10 kV配網(wǎng)線路的結構復雜，應用廣泛，無論是城區(qū)、山區(qū)還是曠野，均需要充分考慮可能造成雷擊的因素，包括天氣、地形、環(huán)境、周邊線路布設情況等。

（2）管理因素。10 kV配網(wǎng)線路的覆蓋區(qū)域廣泛，因此維護難度較大，需要定時檢修與更換故障線路、避雷器等，如果維護不善，會增加線路故障的發(fā)生概率，影響線路的正常運行。

（3）設備因素。當前，配網(wǎng)線路所裝設的防雷設備較少，部分線路即使已經(jīng)安裝相關設備，但是設備的質(zhì)量相對較差，一旦出現(xiàn)雷擊問題，將可能導致線路受損。無論上述哪種情況，都會導致雷擊災害的發(fā)生，因此需要針對災害開展方針模擬，明確各項參數(shù)，以便于制訂更有效的防雷措施。

在對雷擊災害的過電壓進行計算的過程中，首先設置數(shù)字模型對周邊的電磁場進行計算，在此基礎上，對配電線路的雷電過電壓和電流進行準確計算。目前，我國在進行配網(wǎng)建設時，大多采用架空線路和電纜線路的建設方式，這些線路應用于城市的供電系統(tǒng)中，線路呈現(xiàn)輻射式的建設結構，在對配電網(wǎng)結構進行改造的過程中，電纜線路的使用數(shù)量不斷增加，因此線路的運行負荷也不斷增加，一旦受到雷電過電壓的影響，容易出現(xiàn)各種類型的故障。在對雷擊災害進行仿真模擬的過程中，需要對線纜結構的差異進行充分的考慮，從而對不同線路的過電壓進行準確的計算。根據(jù)最終的計算結果，制定科學合理的防治措施，提高配網(wǎng)的綜合防治水平[2]。

2 10 kV配網(wǎng)綜合防雷技術的具體應用

2.1 加強金具的安裝管理

在進行線路搭設的過程中，可以在絕緣子區(qū)域安裝保護裝置。絕緣子上部區(qū)域的金屬電極中，存在帶穿刺的電極，可以穿透絕緣導線的絕緣層，從而與內(nèi)部的導體緊密連接。雷擊災害發(fā)生后，在過電壓的影響下，保護裝置可以通過穿刺刀片，將雷電過電壓輸送到保護裝置的外部金屬電極區(qū)域。雷電過電壓直接設置在保護裝置的外部金屬電極和絕緣子底部金屬電極之間，會順著絕緣子表面發(fā)生擊穿等現(xiàn)象。在這一現(xiàn)象發(fā)生后，工頻續(xù)流電弧可以沿著保護裝置的金屬電極表面出現(xiàn)移動、燃燒等現(xiàn)象。在燃燒的過程中，并不是固定在某一個區(qū)域的，會順著電極表面不斷移動。實際上將保護裝置增設在絕緣子區(qū)域，因此絕緣的導線已經(jīng)設置成裸露的導線結構。這種導線不易被燒壞，保護能力更強，可以避免線路出現(xiàn)斷裂等現(xiàn)象[3]。

2.2 強化可調(diào)試保護間隙的安裝管理

在對電纜和絕緣架空線路進行保護的過程中，可以設置可調(diào)節(jié)的保護間隙，避免電纜和絕緣架空線路的外層絕緣受到過電壓的影響。這種保護間隙在使用過程中，是在絕緣子旁邊并聯(lián)金屬的電極，間隙的距離小于絕緣子的串長。線路在正常的運行狀態(tài)下，并聯(lián)的間隙會存在電場的作用。在受到雷擊災害的影響后，架空線路的絕緣子串會產(chǎn)生較高的過電壓，但并聯(lián)間隙的放電壓總值低于絕緣子子串的放電電壓總值，導致間隙出現(xiàn)放電等現(xiàn)象。在連續(xù)的熱應力作用下，會導致間隙電極之間出現(xiàn)燃燒等現(xiàn)象，燃燒的范圍會不斷擴展，從而對絕緣子串進行有效保護，防止出現(xiàn)雷擊斷線等事故問題[4]。

2.3 選用正確的絕緣設備

在對配電線路建設情況進行管理的過程中，可以選用組合的配置方式，將絕緣子和絕緣橫擔組合為整體。在進行單回配的線路建設時，選用絕緣橫擔、絕緣桿頭和絕緣子的組合形式。針對絕緣導線的雷擊放電擊穿點進行分析，掌握其中的規(guī)律，從而制訂對應的雷擊防范措施，例如通過雷電沖擊放電試驗可以得出雷電放電擊穿點的分布情況，具體如圖1所示。

圖1 絕緣導線雷電擊穿點分布規(guī)律

針對上述規(guī)律，對于絕緣設備的選用，應當注意在桿塔的上部區(qū)域形成完整的絕緣塔頭，以提高線路的絕緣水平，確保電力能源在供應時，更加的安全可靠。因為橫擔和塔頭的電氣絕緣性能較好，放電的電壓數(shù)值較高，且存在抗老化功能，所以可以運用于較為惡劣的運行環(huán)境中。在進行線路施工的過程中，需要選擇正確的設備，才能保證線路的絕緣性能，滿足工程的建設要求。同時，要選擇安裝形式比較簡便的設備，并增加放電的空氣間距。通過各項設備的組合，擴大放電的路徑[5]。

2.4 優(yōu)化桿塔拉線的安裝

在進行桿塔建設的過程中，要想降低接地的電阻，其工作的開展存在一定的難度。避雷線的建設成本構成如圖2所示。雖然我國在進行桿塔建設時，已經(jīng)安裝了避雷線，可以在一定程度上降低雷擊事故發(fā)生時的不良影響，但是在實際建設的過程中，其施工成本相對較高，需要增加耦合地線或者采用桿塔拉線的方式，才能提高防雷水平。這種建設方式是通過增加導線和避雷線之間的耦合作用，降低絕緣子串區(qū)域的電壓，同時對雷電流進行有效的分離，盡可能降低桿塔的波阻抗。但是，耦合地線建設施工成本比較高，且這種建設方式無法對雷擊災害問題進行有效防治，因此該方式并未得到大力推廣和使用。

圖2 避雷線的建設成本構成

2.5 增設避雷器設備

在進行線路安裝的過程中，需要在薄弱區(qū)域進行避雷器等設備的安裝，提高線路的防雷性能。在對避雷器設備的類型進行選擇時，需要嚴格按照線路的防雷需求，對設備的規(guī)格和型號進行選擇。同時，需對市場上一些比較先進的設備進行重點關注，將其應用到工程建設的各個環(huán)節(jié)中。此外，電力企業(yè)需要提高對這個項目的重視程度，嚴格按照設備的建設要求，對其進行標準的安裝，避免設備在使用過程中出現(xiàn)問題。但因為避雷器設備的保護范圍較小，要想對所有的桿塔進行全面保護，需要保證避雷器設備的接地裝置良好，還要對接地電阻值進行全面檢測。一般情況下，在進行避雷器設備選擇和應用的過程中，對建設成本存在一定的要求，應選擇性價比更高的設備，還需根據(jù)桿塔周邊的情況，結合區(qū)域內(nèi)的氣候特點，對設備的安裝情況進行全方位管理。需將避雷器設備安裝在最需要的桿塔上，還應盡可能地增加避雷器設備的防護范圍，縮小雷擊災害問題的影響范圍。另外，可以設置一種用于計算雷擊次數(shù)的裝置，根據(jù)雷擊情況設置避雷器，從而更具針對性，達到更好的避雷效果。雷擊次數(shù)計算裝置界面如圖3所示。

圖3 雷擊次數(shù)計算裝置界面

3 結束語

綜上所述，在對配網(wǎng)雷擊事故問題進行防治的過程中，需要對防雷措施的應用情況進行全方位的分析，在此基礎上構建數(shù)字仿真模型，以便將各項措施全面落到實處。同時，不僅要對特定的電網(wǎng)和線路結構進行全方位的防護，還要對配電變壓器設備和電纜線路進行管理，通過數(shù)字建模選擇最優(yōu)的材料。此外，還需根據(jù)區(qū)域內(nèi)的地理環(huán)境特點，采取針對性的防雷技術，從而降低跳閘問題的發(fā)生概率。