10kV配电线路雷击故障分析及防雷措施

蒋彦君（广西电网有限责任公司防城港供电局，广西防城港538001）

10kV配电线路雷击故障分析及防雷措施

蒋彦君（广西电网有限责任公司防城港供电局，广西防城港538001）

由于10kV配电线路长、范围广，直接影响着供电企业的运行及广大人民群众生活供电的需求。而雷击跳闸一直是影响10kV配电线路供电稳定性的主要因素，本文就10kV配电线路雷击故障做出分析，并对防雷措施提供一些建议。

10kV配电线路；雷击故障；防雷措施

引言

据统计，雷击导致10kV配电线路跳闸故障约占跳闸总数37%，10kV配电线路一旦遭到雷击不仅导致设备的运行发生故障，也极大地影响了人们日常的生产和生活。为此运行人员必须熟悉掌握相关10kV配电线路雷击故障的应急措施，从而在线路故障发生时，能够迅速发现配电线路的安全隐患以及设备缺陷，以保证10kV配电线路能稳定安全的运行、供电，以便缩短停电时间及停电面积，并做好日常10kV配电线路的防雷工作。

1 雷电产生原因及雷击分类

雷电通常产生于对流旺盛的积雨云层中，冰晶的凇附，水滴的破碎以空气对流等过程，使云层产生电荷，当云层上、下部之间形成一定程度的电位差后，就形成“云间放电”。配电线路受到雷电雷击的形式主要有两种：

一种是感应雷过电压，当配电线路附近有雷电，并当雷电处于先导放电时，先导通道中的电荷对配电线路产生静电感应，线路上的正电荷被拉到接近电场骤变点邻近的导线上，而变成束缚电荷。雷云在主放电阶段时电荷迅速中和，这时配电线路的导线里原有的束缚电荷立即变为自由电荷，自由电荷向导线两边流动而造成的过电压称为静电感应过电压。并且由于直击雷放电时造成了很强的脉冲磁场，其磁力线通过配电线路导线和大地之间构成的电气回路，在线路上产生瞬间电磁感应过电压。由电磁感应过电压与静电感应过电压电磁感应过电压相互叠加成的感应雷过电压，其幅值可达到400～500左右kV，已超过配电线路设备和绝缘子的雷电冲击耐压，极有可能造成电线线路跳闸故障。因此，减少感应雷过电压是10kV线路进行防雷的主要因素。

另外一种是直击雷，根据国家相关防雷规定，因为能直接击中配电线路的雷电非常少，所以10kV及以下配电设备和线路不单独进行装设避雷针或架设避雷线等防雷措施保护。

2 10kV配电线路雷击跳闸的条件

当10kV配电线路雷电电流超过线路冲击耐压水平时而引起绝缘子产生闪络冲击，但由于闪络冲击时间比较短，所以不会引起配电线路的跳闸。如果雷电消失之后，配电线路持续工作导致电压产生的工频短路电流电弧一直存在的话，那么将导致10kV配电线路的跳闸。

通常情况下，10kV配电线路和绝缘水平比较低，雷闪放电而导致导线对大地闪络是无法规避的，因此10kV配电线路因雷击而导致跳闸需要具备一下两个条件：雷击时，雷击过电压超过配电线路的绝缘水平导致配电线路绝缘子冲击闪络，而时间持续有几十微秒，配电线路开关来不及跳闸；闪络冲击变成稳定工频电弧而造成相间短路因而导致10kV配电线路跳闸。

3 影响雷击配电线路频率的几个主要因素

根据10kV配电线路受感应雷击的原因分析，影响雷击10kV配电线路频率主要有以下几个因素：①在较高的建筑物、较突出的树木、山体以及通信信号塔等容易落雷的物体附近都容易导致配电线路跳闸，因为在空旷地区，配电线路失去了建筑物的保护及阻挡作用，容易发生配电线路跳闸故障；②穿过山区水体（如鱼塘、水库、河流），水体与山区电阻率较高的大地相比，水是良好的导电体，拥有相对快的放电速度以及集束电荷，集雷效果更加的明显，导致附近的感应累过电压也相对较高，更容易导致10kV配电线路雷击跳闸；③配电线路雷击跳闸事故更集中在每年的5～10月份，因为随着雷雨季节的到来，5～10月份是雷闪放电的高频期，因此配电线路跳闸相对处于一个很高的水平。

4 我国10kV配电线路的防雷现状分析

提高配电线路的稳定性是完善电气设施建设并保障供电能力稳定的重要内容，长久以来，为了降低因雷击灾害导致供电线路的故障发生，人们在不断的改善防雷方案以及防雷的装置设施，开始应用实践新材料和新技术在电力系统的建设中。比管型避雷器、保护间隙避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器的避雷器，这就为10kV配电线路的防雷问题的解决以及接地材料的发展提供了非常良好的解决方案。

现阶段，我国10kV配电线路的防雷规范与发达国家相比还是有很多不成熟的，依然存在着很多问题以及漏洞，导致雷击事故而跳闸、停电的故障时有发生，虽然各方已对雷击事故而引起的10kV配电线路的问题高度重视起来，国家也不断对电力防雷设施和线路进行投入和改造，但防雷效果还是有待提高的。究其原因如下几点，一方面，没有依据各个地区的实际情况和特征来开展科学合理的安排，比如有些地区直击雷的事故比较多，安装普通的防雷设施设备已不能很好的避免雷击事故，有的地区感应雷过雷击的事故比较多，而该地区却没有质量较好的防雷设施设备导致不能有效防雷。另一方面是因为还有许多地方的防雷规划严重落后，很多地区未能完善防雷方案设计以及防雷设施设备的建设，甚至没有安装基本的防雷设施设备，使得整体的防雷质量达不到防雷效果。

目前，我国对10kV配电线路的防雷资金投入不足，缺乏完善的培育专业人才机构和制度，在国家下拨的资金投入又得不到高效的使用，导致我国的防雷措施完善计划进度缓慢。

5 10kV配电线路目前采取的防雷措施

10kV配电线路的防雷击问题是全国以及全世界电力实施过程中的严峻问题，国内和国外的许多学者和专家都对防治10kV配电线路的雷击故障做了很多研讨性的工作，经过学习总结有以下几个措施：

5.1 安装避雷器

最常用的避雷方法就是安装避雷器，避雷器的发明到渐渐的被完善，其保护功能已有了较大的提高。避雷器当放电时可以泄放雷电荷，当协防完成后又可以在较短的时间内恢复其绝缘的功能，这可以让配电线路在受到雷击时能够规避跳闸。然而值得留意的是利用避雷器的进程中应保证能过顺利泄放雷电荷的同时也要保证接地电阻尽量的小。采用氧化锌电阻是现阶段避雷器性能较为优良的避雷器，这种避雷器在工作电压时，通过的电流仅仅只有几百微安，这可以让该避雷器被设计为较无间隔的结构，同时也保证了在尺寸小的情况下又具有良好的保护性能。

5.2 设置架空避雷线

设置架空的避雷线虽说是一种传统的防雷措施，但就实践来说确实是有效果的，其是利用架空避雷线的电磁屏蔽功能来保护10kV配电线路。设置架空的避雷线还可能不用和其它避雷设施设备一样的进行维护，但设置架空的避雷线路的投入成本相对来说是比较高，并对于雷电的绕击现象不能起到比较有效的保护效果，可是设置架空的避雷线是在10kV配电线路的防雷设施上常用的一种措施。

5.3 加强线路元件的绝缘强度

雷击针式绝缘子的事故是10kV配电线路中最为常见的一种雷击事故。这类事故产生的主要原因不只是针式绝缘子的原件质量不过关和事故地区多雷雨天气的因素，其绝缘强度不够强也是一个最重要因素。在10kV配电线路不断完善改造的过程中，渐渐淘汰并沟线夹等绝缘性能不太好的导线连接器，而渐渐使用安普线夹等连接性能较好的导线连接器，也大大的提升了线路的防雷能力。

5.4 加强对10kV配电线路防雷设施的维护和管理

加强对已经建设好的防雷设施设备的管理和维护，是除了设计防雷方案以及安装各式各样的防雷设施设备外能够保持其正常运转状态同时也是加强线路防雷能力的一个重要措施。管理维护人员在日常的管理和维护中，应当依据国家有关的法律法规对运转中的防雷设施设备开展及时的预备实验工作，以保证对防雷设施设备的运转情况有一个较为清晰的了解，比如对避雷设备的保养中发现存在的隐患和缺陷，并及时给予处理，才能更好的保证真正需要这些设施设备起作用时候充当10kV配电线路的保护衣。

6 结论

现阶段，随着经济社会的不断发展，以及人民群众的生活水平的逐渐的提高，人们的生产和生活越来越离不开稳定可靠的电力建设。而雷电雷击的干扰对人类生存生产活动一直存在，当然也对10kV配电线路的正常运行也产生着不小的负面影响。而防雷工作的开展必须抓住其关键点，才能有效的采取防雷措施，以至提高供电的稳定性。并且，配电线路的设施设备的防雷保护措施的改造和完善还是一个不短的过程，这个过程需要国家以及运行维护人员的高度重视，进行技术和管理上的改进，才能更好规避由雷击故障造成的损失，从而保证电网的安全、经济和稳定运行，更好地满足社会经济发展的。

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TM863

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2095-2066（2016）32-0086-02

2016-10-29