10kV架空配电线路防雷措施配置方案的研究

刘建新 治拥禄

摘 要：随着经济社会的发展，居民生活以及社会生产对电能的需求与日俱增，同时对电力企业的发展提出新要求。基于此，文章根据配电线路感应雷跳闸的特征，分析当前10kV架空配电电路出现雷击的原因与影响，介绍了10kV架空配电线路雷击后跳闸的原理，最后详细论述了10kV架空配电线路防雷击的具体方案，希望在优化10kV架空配电线路防雷击的基础上，能够与相关人士共同探讨。

关键词：10kV架空配电线路；防雷；措施；配置方案

当前根据配电线路的发展状况，10kV配电线路的有效防雷击措施就是安装避雷器、设置保护间隙、增强绝缘体、使用避雷线等。根据不同措施的防雷击效果，制定具有可行性的方案，进而实现雷击后线路跳闸的保护，保障配电网可持续发展。

一、10kV架空配电电路雷击原因与影响

通常配电线路如果遭受雷击，绝缘导线会受到破坏导致电网线路问题或者供电中断等事故，在10kV架空配电线路中，其最大承受雷电电压在100kV-300kV之间，但是在雷击过程中线路会产生会产生巨大的感应电压，通常在500kV以上，对雷电冲击下的绝缘子承受能力具有较高要求，在天气恶劣的情况下经常出现感应电压高于绝缘子耐受力的情况。在雷雨天气中10kV架空配电线路容易遭受雷击并损坏的原因，是绝缘子自身耐压状态不佳，同时又比较容易产生较大的感应电压。所以，雷雨天气时经常有绝缘子被损坏，10kV架空配电电路与绝缘子底部的金属，能够在雷击后形成短路通道，同时，产生较大的热量，将线路融化，形成断电的现象。

二、10kV架空配电线路雷击跳闸原理

10kV架空配电线路在我国电力系统中具有重要的地位，但是在实际电力系统运行中导线绝缘水平不够，抵御雷击效果差。10kV架空配电线路在雷电高发地区经常出现断电事故。所以，为了保障居民用电以及企业生产的正常进行，国家电力部门应该抓紧制定雷电高发区的防雷措施。经过分析数据后得出：配电线路在运行中受到雷击是电力系统故常多发的主要因素。

在10kV架空配电线路中，可以借鉴60kV电压等级电网工作方式，主要是通过中性点非直接接地的方式，一旦在其工作中出现绝缘闪络后，可以形成微弱的电流，加之60kV电弧具有自我熄灭速度快的优势，因此，不会出现线路跳闸的现象，在受到雷击的情况下还能够稳定运行。60kV线路出现跳闸的现象是在两相绝缘闪络后，相互之间形成短路，使之跳闸。[1]

三、10kV架空配电线路防雷措施具体方案

（一）绝缘位置

10kV配电线路遭受雷击后出现跳闸事故的主要原因就是绝缘水平不够，所以，线路耐雷水平应该从绝缘水平着手提升。基于大量10kV配电线路绝缘配置具体情况分析后，提升绝缘水平的方式有：提升冲击电压绝缘子的耐受性、绝缘配置方式采用不平衡的模式、增加使用绝缘塔头或者绝缘横担。

瓷横担绝缘子与针式绝缘子的跳闸频率相比之下，前者比后者低很多。我国有些地区已经将瓷横担绝缘子运用到10kV配电线路的直线塔中，实践结果显示：将瓷横担绝缘子运用于配电线路中，能够有效降低线路雷击后的跳闸率。并且瓷横担绝缘子使用中发现，相对增加其绝缘子的长度能够强化防雷击的水平。

不平衡绝缘可以减少同塔多回输电网中双回电网相同时间内跳闸的概率。其实感应雷是造成10kV同塔双回配电线路雷击并跳闸的主要因素。在整个线路中其中一个绝缘子出现绝缘闪络后，会出现线路单相接地的情况，那么相比于架空地线的单相导线，能够将感应电压相对中和一部分，降低其他导线的感应电压，实现整个线路耐雷性能的提升。

（二）避雷器

有效降低10kV配电线路故障频率的方式就是安装线路避雷器。配电用避雷器、线路避雷器、电站避雷器是10kV配电避雷器的用途分类，基于配电避雷器结构的不同，可以分为间隙避雷器与无间隙避雷器。

感应电压在安装相导线上产生后使避雷器产生相应的动作，导致电流入地，并且导线与导线之间具有耦合效应。耦合后的部分电压能够减低绝缘子两端的电压，从而改善耐雷能力，主要是通过周围相导线产生的感应，使过电压之间发生叠加形成的。这些原理都是根据避雷器动作特性中得出的。

由于10kV配电线路的特点，在线路发生短路后，会形成线路调整事故，所以出现基于一回两相避雷器，在理论上安装0感应跳闸率的现象。

（三）其他防雷措施

在10kV架空配电线路防雷措施的配置方案中还有保护间隙设置、减少接地电阻、架设避雷线等方式。保护间隙就是并联一对金属球电极在绝缘子旁，同时试验确定间隙距离的时候应该采用绝缘子50%雷电冲击的方式，形成绝缘子串放电压高于间隙放电。基于线路正常运行的状态下，将保护间隙至于工频电场中，但是受制于电场强度，不能形成空气间隙击穿的状态，不会对线路正常运行产生影响。

能够减少输电线路反击跳闸率的是减少接地电阻，根据10kV配电线路的特性可以得知，引发其跳闸的主要因素就是感应雷，所以，在10kV配电线路防雷措施中使用减少接地电阻的形式，并不会产生很好的防雷效果。但是，减少接地的电阻，能够促进雷电流冲击波的流失，避免雷电冲击波给配电设施造成损坏。同时，为了实现减小10kV配电线路中接地电阻，能以采用当雷击大地时杆塔电位的方式，以免产生的雷电波，通过地面反击后毁坏配电线路。

显著提升耐雷水平的是避雷线，也是基于此，避雷线被广泛应用于110kV或者电压更高的输电线路中。国内目前应用避雷线架设于10kV配电线路的案例还比较少。

四、结论

综合上述文章内容，当前电力系统发展中10kV配电线路对整体线路的安全运行具有重要作用，所以国家电力企业应该抓紧跟进线路的维护与改进工作，保障电力系统正常运行。在实际改进方案中10kV架空配电线路结构比较混乱，需要采取防雷措施后提升避雷效果，因此，要從强化线路避雷效果着手，优化电力系统运行模式。

参考文献：

[1]高新智.配电网架空线路并联可调间隙保护装置研究[J].高压电器，2017，45（36）：74-17.

作者简介：刘建新（1979-），男，内蒙古五原县人，大专，目前职称：助理工程师，要评职称：中级工程师，研究方向：配电管理；治拥禄（1982-），男，内蒙古五原县人，本科，目前职称：助理工程师，要评职称：中级工程师，研究方向：基层班组安全管理和配电线路安全管理。