10kV配电线路防雷现状及提升策略研究

摘要：在城市10kv配电线路运行的总跳闸次数中，雷击事故是引起线路跳闸的主要因素之一，特别是在地形复杂、档距大和多雷的地区。本文主要对10kV配电线路防雷现状及提升策略进行了分析研究。

关键词：10kV配电线路；防雷；原因；危害；提升策略

中图分类号：TM726文献标识码： A

引言

近年来，随着经济社会的不断发展，人们的生产与生活越来越离不开可靠稳定的电能。配电线路的安全问题，尤其是防雷能力，是电网极为重要的问题。配电线路就像人的血管，高压配电线路则相当于人体的大动脉，大动脉受伤，轻则影响健康，重则夺取生命。配电线路遭雷击断线或跳闸，不仅会损坏设备，而且会对人的生命安全造成严重的威胁。雷电对10kV配电线路危害极大，配电线路一旦发生雷击故障，既影响设备的正常运行，又极大地影响了日常的生活、生产，所以必须要做好10kV配电线路的防雷工作。

一、10kV配电线路雷击灾害产生的原因和危害分析

在我国传统的电力设施建设中，10kV的配电线路主要负责中小城市或者县级城市的电力运输，随着我国电力建设的不断完善，传统的35kV的电力系统正逐渐的退出电力市场，而10kV的配电网络成为了现代配电系统的主干力量。配电线路上出现的雷击过电压主要分为两种，一种是雷电直击配电线路引起的被称为直击雷过电压，第二种是雷击配电线路附近的地面或者物体，由于电磁感应引起的过电压，被称为感应过电压。实际上，近年来随着配电线路建设的完善，10kV配电线路逐渐成为配电网络的主干，雷击事故造成的跳闸和停电的时间已经明显的减少，供电的可靠性得到了提高，这说明10kV的配电线路本身在防雷的方面是具有一定的优势的，然而10kV的配电线路能够受到两种雷击过电压的影响，雷击过电压对电气设备会产生非常巨大的破坏效果，包括损坏电缆和电气建筑，击穿电气绝缘设施，造成电路短路等，这不仅仅会造成停电，严重的会导致火灾等对人身安全带来威胁。

1、雷害引起的事故是很常见的

据报道，2010年8月由于受雷电袭击，浙江绍兴县一晚上先后有34条lOkV线路遭雷击跳闸，滨海3条养殖供电专线也相继遭雷击断线，沿线5000多亩对虾因停电缺氧，面临死亡威胁，这次停电，不仅给当地的生产企业造成了巨大的经济损失，而且还危及到人的生命安全。配电线路容易发生雷击灾害事故的原因首先是由于配电线路常常处于旷野地区，经过的地理条件复杂多变，线路本身容易遭受雷电的直击和感应雷击。

2、配电线路具有一些引雷的特性

在配电线路的建设中包括有塔杆和导线。其中塔杆因为顶部常常有一些顶套、抱箍和一些金属的连接螺栓等物，这些东西在塔杆的顶部形成如同避雷针结构的迎面先导，使得塔杆本身极易吸引雷电云层中的电荷而产生雷击事故，尤其是在地形平坦的旷野中尤其容易发生。另外，导线也具有一定的引雷特性，配电线路的导线虽然通过架空与大地绝缘，然而当雷云所带的电荷为导线附近的突起物吸引而下行时，导线的电压可能直接与下行的雷云电荷进行电位叠加，从而引发雷击事故。

3、人工设计的10kV配电线路的防雷设施有漏洞

具体表现为，没有根据地区的地形和天气特点进行针对性的防雷设施建设、没有能够保障地区线路防雷设施正常运行的措施、甚至有的地方没有按照规定安装防雷设备等。这些问题使得整个配电线路防雷能力的低下和防雷效率的不足。

二、提升防雷能力的应用

1、避雷针应用

原理:避雷针的工作原理通过避雷针和雷电之间的静电感应使雷电场产生畸变,并将云层放电通路引入避雷针。避雷针静电感应造成其自身电荷和雷电电荷具有相反的电极,由于异性电荷相吸造成放电电流,避雷针通过接地将电流引入大地进行中和。异种电荷因为静电感应聚集在避雷针顶端,并使其放电和云层中的电荷中和,消除了云层发生激烈放电的现象。

2、绝缘子应用

配电线路中以往使用瓷质的绝缘子容易和导线产生磨损,遇到雷雨天气,容易受潮降低绝缘性,从而造成绝缘子支撑柱被雷电击穿,导致雷电泄放,并使绝缘子急速上升到超高温度,最终导致绝缘子碎裂和导线脱落,导线接触横担发生接地烧毁导线。利用硅橡胶的复合式绝缘子的抗老化和恨水性,能够帮助线路改善绝缘性能,有利于配电线路的防雷工作。目前该单位已经将配电线路中原有的瓷质绝缘子换成了硅胶的复合式绝缘子。为了预防防雷击造成配电导线的损坏,可以采用具有防雷功能的绝缘子。其构成主要包括夹线用铝合金材质的金具、绝缘罩、引弧棒、下钢脚和复合式绝缘子。其原理是:将夹线用金具和引弧棒结为一体,下钢脚与引弧棒被雷击时发生闪络放电,并构成一个短路的电流通道,使工频电弧向钢脚和引弧棒之间移动,并发生燃烧,从而避免导线损伤。引弧棒通过绕开伞裙将放电调整到最佳的放电间隙位置,从而保证放电效果和避免伞裙被烧坏。

3、改造避雷器

通过在配电线路采用带有脱离器的避雷器,有助于加强配电线路的抗雷击能力和排除故障能力。针对一些雷击高发区应该在配电线路的绝缘子旁设置避雷器,以保证配电线路的抗雷击能力。避雷器附带有脱离器的,避雷器发生异常时,脱离器将会自发的使发生故障的避雷器脱离相关防雷系统。避雷器脱离时,配电线路的检修人人员应该尽快的更换避雷器,以保证配电线路的抗雷击能力。当前常用的避雷器重要是热爆型自动脱离避雷器,它和热熔型的避雷器相比,在被雷器故障时,更容易使故障避雷器脱离,保证检修人员对故障避雷器的检修效率。

三、实例分析

1、某10kV线路基本参数

某供电所一条重要供电线路的接线方式为放射式。该线路从957号110kV某变电站出线，于14号杆处T接石夹支线，采用LJ-70导线，总长5.06km，所经路段为沿海地区，共48基杆，其中转角杆和耐张杆3基，为3号、6号和16号杆，直线杆45基，除11号杆因跨106公路而采用15m杆外，其余杆均为12m，跨距较大，全线采用S-210/Z瓷横担。该线路6号杆上安装柱上油开关1组、线路氧化锌避雷器6只，23号杆处110kV线路跨越该线路，安装氧化锌避雷器3只，4号杆和7号杆处该线路跨越220V线路。

2、提高线路防雷水平的措施

10kV配电线路一般采用8m或9m杆，使用的电杆较高，能引起线路闪络的最小雷电流仅为19kA，该线路每100km年闪络次数达到18.18。因此需要提高线路的防雷水平，特别是11号杆处曾发生过雷击断线，更应加强防雷，以降低该线路的雷击跳闸率。

2.1更换线路绝缘子

将现有线路绝缘子S-210/Z更换为高一级的绝缘子S-280/Z，见表1所示。可见，更换以后，无论何种击距，线路防雷水平均可提高33%。

表1更换绝缘子前后线路的防雷水平

(2)11号杆更换为12m杆

将原15m的11号杆更换为12m杆，更换前后线路的耐雷水平如表2所示。可见，更换以后，无论何种击距，11号杆处防雷水平均可提高15%。

表211号杆高度更换前后防雷水平的变化

结束语

城市10kv配电线路的安全运行是确保城市工农业用电和人们生活用电的重要保障。因此，电力管理人员应该对线路的防雷保护措施进行研究，找出配电线路雷击事故频发的主要原因，同时结合现场的情况来区分每种保护措施的针对性和有效性，因地制宜地采取不同的防雷手段，以此确保配电线路的安全运行。

参考文献

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[2]刘凤芹,刘志刚.10kV配电线路故障分析[J].华北电力技术.2009(S1)

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