10kV架空配电线路雷电防护措施研究

10kV架空配电线路雷电防护措施研究

薛磊

国网山西省电力公司文水县供电公司 山西省 吕梁市文水县 032100

摘要：随着经济的发展，10kV配电线路在配电的过程中变得越来越重要，我国人口多，地大物博，对电的需求量是非常大的，伴随着我国经济的快速发展，人们的生活水平也相对地提高，供电量的增长是不可避免的趋势。10kV配电线路目前最容易出现故障的原因就是遇到雷击，在恶劣的气候条件下出现故障。

关键词：10kV；架空配电线路；雷电防护措施

引言

在电力系统中，10kV架空配电线的应用是必不可少的，但是由于10kV配电箱的防雷能力低下，因此人们将很多的精力投入到了对10kV架空线路防雷措施分析中来。在一些雷电事故高发的地区，更应该加强对10kV架空配电线的保护措施。

110kV配电线路的防雷现状

架空绝缘导线作为国际上使用率最高的线路架设形式，自其普遍被应用于实际生活中，各个国家就开始针对自己国家的运行经验、科研成果以及当地实际的天气气候等因素，各自采取了最适合的防雷击故障的防范措施，其归根结底主要可分为“疏导”与“堵塞”两种。采用“疏导”方法，即当受到雷击时，尽快将雷击闪络后的电弧疏导，从而可以让导线免收烧坏的风险。在瑞典和美国，常见的“疏导”方法时采用闪络保护型线夹，具体做法是剥离绝缘子串和导线之间的绝缘层，然后再以保护型线夹加固。这类方法的实际操作容易，相对来说投资较少，但缺点是由于使用保护型线夹，导致了导线会有局部裸露在外，存在着密封上的问题。采用“堵塞”方法，即为了减少雷击闪络的次数，从而尽量增强绝缘水平。在日本，常见的避雷器为限流消弧角，其原理就是增长了雷击闪络的路径，从而从根本上增强了线路的绝缘水平。这类方法效果较“疏导”法来说更为明显，缺点是实际操作难度大，成本高。我国根据实际经济、技术水平发展，大多地区采用“疏导式”的防雷措施，我国虽然对架空绝缘导线的研究起步较其他国家晚，可近几年的防雷措施研究也渐渐重视起来，北京、上海等城市已先后开展了防雷措施的研究实践活动。从全国来看，经济越好的城市在10kV配电线路防雷方面的措施防御得越好，在一些比较偏远的地方却不尽人意，很多裸线在雷击下根本无法适应，直接导致故障的产生，上述的一些防雷现状也只是应用在大部分地区，一小部分地区的10kV配电线路复杂并且粗略，在气候环境恶劣的情况下无法正常运作，常常发生故障。当然，我国也在不断提升防雷的措施，在防雷方面越加重视，覆盖面也会越来越广，采用的方式也会越来越多，随着我国经济水平的提高，成本方面也在积极投入中。

210kV架空配电线路雷电防护措施

2.1合理配置避雷设施

在进行10kV架空线路的防雷设置时，使用避雷设备是十分常用的一种方式，在10kV架空线路上装置避雷设施能够有效的加强线路的抗雷击能力，在一些雷击灾害高发的地区装置防雷措施是十分必要的。但是在不同的地区，10kV架空线路是有一定的差别的，雷击的灾害程度也是不一样的，因此，在选择避雷设施的时候要根据不同的地区选择不同的避雷设施，这样才能够最有效的避免雷击的灾害。在选择避雷器的时候人们应该对10kV架空线路所在的地区周围环境以及天气条件做一个深入的研究，还要对历年来10kV架空线路遭受雷击灾害做出一个详细的调查，然后在决定要选择的避雷器的类型，这样才能够使选择的避雷器更加适合所在的10kV架空线路。在目前来说，避雷器的类型有很多种，但是应用最广泛的还是氧化锌型避雷器，人们选择这种避雷器的原因是它的体积相对来说比较小，容易安装，其次还有散热快，质量轻等优点，在避雷器的选择中受到了广泛的欢迎。在安装氧化锌型避雷器的时候可以在10kV架空线路上串联一些间隙配置，这样能够使10kV架空线路更加安全。避雷器的安装也是十分重要的，当人们选择了合适的避雷器的时候，要安装在当地的10kV架空线路上，安装的位置也会对10kV架空线路的防雷程度造成很大的影响。首先，人们应该根据之前的研究以及10kV架空线路发生故障的案例中找到线路中最容易遭受雷击的地方，在这些地方安装避雷器，线路开关和避雷器都是遭受雷击灾害的高发位置，其次还有一些特殊的线路段容易遭受雷击，例如配网过渡的位置以及架空绝缘导线的位置。在进行避雷器安装的时候，要引用防雷绝缘子，并且要假设一些放电的间隙，这样的方式能够提高10kV架空线路的避雷效果。

2.2提升线路绝缘水平

在很多的10kV配电线路中，电能的输送都会受到地形地貌以及气流等多方面的影响，因此容易出现重复性闪络的现象，此种现象多发生在山区的供电线路当中。在很多山区的供电线路当中，为了节约线路的走廊，在很多情况下会利用同一个杆塔多个回路的技术进行架空配电线路的设置，利用此种方式在很大程度上节约了线路的走廊成本，使得线路投资能够得到有效地控制。但是，值得注意的是同一个杆塔多回路的方式会在线路和线路中间造成电气距离不够的现象。因此，如果一个回路当中的线路遭到了雷击的伤害，就会导致线路的绝缘子发生对地击穿的现象。与此同时，就会对同一个杆塔当中的多个回路产生相当严重的影响，对配电线路的供电可靠性造成极大的影响和威胁。在此种情况下，可以利用增加线路绝缘的方式来有效避免雷击，将裸露的导线利用绝缘导线代替，并且增加绝缘子片的数量，还可以对导线和绝缘子支架进行绝缘皮和绝缘子型号的更换和增加。除此之外，在进行配电线路的设施施工的时候，还要根据实际情况来对线路方面的防雷措施进行设计，比如在对广东等地区进行线路设计的时候，了解当地的气候条件，对线路进行设计梳理，全方位提高防雷水平，进行接地电阻的测量，从而对接地现象进行实时检测。如果遇到雷雨季节，就需要对接地电阻进行有效测量，通过接地扁铁来增大接地面积，从而对电阻值进行有效改善，最终起到防雷电的效果。

2.3与其他部门合作

除了技术和设备上的对策，在10kV配电线路防雷的过程中，还可以与气象部门进行一定地协商合作，气候其实是极其不稳定的因素，但一旦发生雷击对10kV配电线路就是致命的，在防护上会措手不及，因此如果能够提前得知气候的变化，及时增加应急人员数量，特别是在比较严重的地区能够及时在雷电前可以相应地做好防范策略，把故障的损耗降到最低程度，避免重大事故的发生，以免措手不及，使故障扩大。

结语

由地闪及热点图可知雷击故障的发生与年均雷暴日及落雷密度紧密相关。从地理环境角度看，北部多为山丘地区，架空线路多架设于地势较高地方，而南部为沿海地区，地势平坦空旷、设备腐蚀程度高、污秽水平高，这些都导致线路易发生雷击。而中部主要是中心城区电缆化率高，且房屋建筑高，避雷效果明显，所以在中北部地区雷击故障次数减少。当前该地区的10kV架空配电线路的绝缘配置在耐雷水平方面仍处于较低状态，需要提升绝缘子的耐雷水平，这样才能使线路跳闸率降低。要有合理的防雷措施是需要通过多角度、多维度、差异化的思想，根据线路的重要性、地形地貌、改造难易度、运行寿命、工程费用、维护难易度、线路情况等进行差异化改造；架空线路防雷要采取多种防雷措施相互结合、相互补充。同时要遵循简单可靠、技术经济，尽量减少雷击断线、绝缘子损坏、多相短路接地或同杆多回同时跳闸故障；通过采取合理的绝缘配置和适当的防雷保护措施，尽量降低雷击跳闸率；以应能耐受绝大多数雷电感应过电压和部分直击雷过电压为防雷原则。

参考文献

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[2]陈浩，姜建勋.10kV配电线路雷害事故分析及防雷措施仿真研究[J].电测避雷器，2015（78）：90-91.

[3]孙夙睿，车长友.10KV架空输电线路防雷措施探讨[J].科技创新与应用，2012（34）：184.