10kV配电网防雷技术研究

胡志强

摘 要：本文通过对雷电对电力设备的危害分析，总结了10kV配电网雷击事故的原因。在此基础上，结合实际，提出了10kV配电设备及10kV配电线路防雷的技术措施和改进措施。

关键词：10kV配电网；防雷技术；技术改进

中图分类号：TM862 文献标志码：A

10kV配电网设备和分布更为广泛，与用户密切相关，在10kV配电线路防雷线相同，其绝缘水平低，更容易发生雷电事故，影响电力用户，甚至危及人身安全。因此，防雷是安全、电网运行的可靠性。在分析各种配电网防雷技术特点的基础上，提出了一种10kV配电网防雷技术方案，包括10kV配电网防雷和10kV配电网设备防雷。结果可为10kV配电网的安全运行提供参考。

1 雷击对电力设备造成的危害

雷击不仅给配电网带来了危害和安全隐患，而且造成巨大的经济损失。2015年江门某城区10kV配电网为例（见表1），总行程的50倍，由于雷击跳闸26次，雷电旅行52%的总次数，雷电会造成电力设备的损坏、断线、接地事故，可见雷电的最大的安全隐患，10kV配电网现状。

2 国内中压配电网防雷技术

配电网的防雷技术分为中压配电网、防雷技术和防雷技术两个方面。

2.1 线路防雷技术

分布线包括架空线路和电缆线路。后者深埋地下，雷声也不那么响亮。因此，配电网的防雷技术主要是架空线路防雷。防雷措施包括设置避雷器、安装线路避雷器和防雷硬件。

2.1.1 架设避雷线

避雷器的安装是我国的一项基本防雷措施。根据国内电力行业的常规做法，仅使用1km～2km的线路进入和退出线路变电站和电站。对于所有重要的线路和重雷区域，避雷针安装在整条线路上。10kV架空线路一般没有避雷针，但雷区和重要线路，设置单避雷针。

2.1.2 安装线路避雷器

自1993年以来，中国一直在发展线路避雷器。实际运行表明，线路避雷器的安装提高了雷电防护等级，大大降低了闪电速度。目前，在地形复杂的雷击区域，约35kV线路避雷器保护。10kV配电网安装了氧化锌避雷器和间隙避雷器。

2.1.3 安装防弧金具

在安装了电弧保护硬件后，线路可以承受一定的雷电闪络概率和工作频率连续电流电弧。防雷配件可将电弧导向金具，防止导体烧毁。防弧金工具主要有两种剥离型防弧金工具和刺穿式反弧隙。防弧金工具在江门、佛山推广后，对防止绝缘导线断线有明显效果。

2.2 设备防雷技术

2.2.1 配电变压器防雷

根据交流电气设备的过电压保护和绝缘协调，配电变压器的高压侧通常由避雷器保护。避雷针接地线，变压器低压侧中性点和变压器金属外壳3点连接。同时，为了避免“正向和反向过电压”的危险，最好在低压侧安装避雷器。

2.2.2 开闭所防雷

避雷器的安装是限制雷电过电压的主要途径。主要措施是在公交线路、线路、开、闭公共汽车上安装避雷器。同时，在开启和关闭过程中，避雷器与保护装置并联。当有危险的过电压时，避雷针会移动，避雷针进入地面保护装置。

2.2.3 开关设备防雷

目前，避雷器的防雷措施主要应用于接触式开关和支路开关等电路交换设备，有效地防止了雷电电压入侵所造成的设备损坏。

表1 2015年江门某城区配电网10kV线路跳闸情况统计

10kV线路总跳闸次数 雷击引起线路跳闸的次数 雷击跳闸线路重合闸投入条数 雷击跳闸时线路重合成功次数 雷击跳闸时线路重合失败次数

50 26 23 20 3

3 10kV配电网雷击事故发生的原因分析

通过对雷击事故的分析，结合相关文献综述，对10kV配电网发生雷击事故的原因、存在的主要问题进行了以下几方面的研究：当地的年平均雷暴日数高TD的价值，在频繁的雷电数下降；避雷器性能部分安装或安装位置不合理的不足部分；绝缘子质量或技术参数达不到要求；接地装置不合格，年久失修，连接部分的线腐蚀；防雷设施薄一点，或雷电感应过电压是很容易找到出路，再造成损害的；操作和维护是不够全面的，长时间不擦避雷器、绝缘子电压与绝缘参数，从而大大降低，一旦被击中会使避雷器电路烧毁变压器瓷破裂、爆炸等。

4 10kV配电防雷技术建议

4.1 10kV避雷线保护

地线在抑制感应过电压方面具有一定的作用，但由于雷击后导致的10kV中压配电网绝缘水平低，所以不能有效地防止雷击，避雷针设计难度大、成本高。此外，“DL/t6201997”过电压保护和绝缘配合的ac电单位，35kV及以下，一般不设置沿着线，加强耦合地线或绝缘安装。因此，对于10kV的架空线路，应考虑线路投资因素，提高可靠性，一般不全是避雷针，只有强雷击活动场所，在电线杆和线路上经常出现雷击故障，安装避雷针或架空导线，才能提高塔的接地电阻。

4.2 10kV配電变压器防雷

配电变压器的主要防雷措施是避雷器的保护装置。根据规定“电气设备”过电压保护的设计规范应由配电变压器的高压侧避雷器保护。但是，如果避雷器只安装在高压侧，变压器就不能免除“正负过电压”的危害。因此，10kV配电变压器的高、低压侧应由避雷器保护，避雷器应尽可能地靠近变压器的安装位置。与此同时，避雷器的接地线、变压器低压侧的中性点和变压器的金属外壳应在3点接地。

4.3 10kV线路避雷器

对于10kV架空线路，建议设置线路型避雷器以防止雷击。建议使用复合夹克衫和交流间隙金属氧化物避雷器，有效地降低绝缘导体的闪电故障率和闪电跳闸率。同时，针对不同的中性点接地方式，建议采用不同的避雷器。由于中性点接地系统的有效性，该系统在中性点以下的系统设备中没有有效的接地系统，外部过电压引起的雷电较低，最大的长期工作电压避雷器需要较低，推荐避雷器。在没有接地的情况下，基于系统谐振过电压和断续电弧接地过电压的发生和严重程度，基于系统谐振过电压和断续电弧接地过电压的可能性，在无接地的情况下，可以选择金属氧化物避雷器或碳化硅阀避雷器。

4.4 10kV线路开关设备防雷

10kV线路开关设备是雷电避雷器保护的主要措施，在脉冲电压开关设备绝缘下避雷器放电电压，避雷器可迅速切断电源，保证避雷器自身的安全恢复正常运行。10kV断路器和负载开关应配置一个阀式避雷器保护装置。在正常情况下，断路器和电力断路器、负荷开关、或隔离开关应安装在阀门领域的避雷器，接地线应该连接到断路器和其他设备的金属外壳，和接地电阻不应超过10Ω。

结论

总之，闪电是一种古老而复杂的自然现象，对人类生存、生产活动的干扰，配电线路的正常运行，今天也有一个负面影响，我们必须抓住关键点的闪电保护，防雷措施，提高配电网供电的可靠性。这就要求我们不断努力探索，采取综合管理的各种方法和措施，减少雷击对配电线路造成的破坏，保证供电能力的稳定。

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