10kV架空线路加装避雷线的方式

康善斌，康刚，杨志，曾穗明，潘岐泽

（1.清远电力规划设计院有限公司；2.广东电网清远供电局，广东 清远 511500）

1 架空线路发生雷击的原因

（1）线路密度太高。因架空线路本身的密度相对较大，这种高密度线路的分布下，使得架空线路非常容易遭受雷击。例如：某地区实际土地面积只有2465km2，但为了保证电力供应，配置了400多条架空线路，这就意味着其密度达到了每公里土地就出现1km的线路，从而导致雷击的概率迅速增加。

（2）雷击活动较为频繁。因某季节或者某个地区雷击活动非常的频繁，或者雷雨天气较多或者处于雷雨季节的情况下，使得雷击活动的频率增加，从而使得架空线路经常性遭受雷击。通常情况下，平均每年雷暴天气在15日以内的地区，称之为少雷区，若雷暴天气达到了40日以上，那么就可称之为重雷区。南方地区，尤其是在遭遇雨季时，其雷雨天气都非常多，雷暴平均会达到130日，故其架空线路经常性会出现雷击天气。

（3）线路架设部位。在架空线路遭受雷击的原因中，线路架设的位置不合理也是其中主要原因之一。伴随着城市的发展，城镇化建设的推进，城市的土地利用率也因此越来越高，同时经济价值也在增长，这就使得城市在对线路进行架设的过程中，为了不占用宝贵的城市土地资源，通常会选取空旷的山坡或者野外等区域，这些地区本身就非常容易导致线路遭遇雷击的概率升高，加之，不少线路在架设期间并未对其地质条件等作出勘探，使一部分线路被架设在有色金属丰富的区域，从而进一步增加了雷击事故。

（4）线路的接地电阻值过大。在对10kV架空线路进行架设期间，若未根据线路的实际情况来进行电阻值的计算，导致电阻值过大，就非常容易致使线路在遭遇到雷击天气时，雷电流无法被及时导入到大地。若雷击电流幅值的极值与雷电波陡度之间本身向配合，还可能引发反击现象，使得绝缘子被击穿。

（5）线路的接地电阻值过小。在架设线路中，过大可能会引起无法引流，但若过小可能会导致无法耐受雷击现象。在线路架设过程中，为了确保线路不会遭受到污染，线路普遍会采用各种合成绝缘子，这种绝缘子本身耐受雷击的水平就非常低，故极易发生雷击事故。

2 10kV架空线路的防雷水平

在已经建成的10kV架空线路运行期间，当其遭遇到雷击时，配电线路会随之产生一个较大的电压，我们通常将其称之为直击雷过电压。这种电压的程度、类型各不相同，其对10kV架空线路所带来的影响也各不相同，从而致使10kV架空线路的运行稳定性与安全性遭受到较大的影响。此外，10kV架空线路还非常容易遭遇感应雷过电压，这是一种间接作用的直击雷，简单来说，就是10kV架空线路运行期间，因受到周围磁场的影响，雷电也在随之不断的改变，从而使得线路因此出现感应过电压。在雷电进行放电的过程中，一旦先导的放电线路处在一个雷云电厂和先导通道中，就非常容易引发静电感应，从而使得雷云以及导线两端均出现正负电荷的改变，使得先导通道一段导线向其迅速靠近，形成束缚电荷，并因此引发自身束缚电荷。若已经建成的10kV架空线路，其本身的防雷水平较低，那么就非常容易在雷电天气遭遇雷击事故，发生断线故障，导致其无法正常运行。

3 避雷线的原理、作用、加装方式及注意事项

（1）避雷线的原理。雷电实际上是一种自然现象，这是无法彻底避免的。而避雷线之所以能够实现防雷，这是由于其主要发挥引雷的作用。避雷线是一种较为通俗的称呼，它的工作原理实际上与避雷针是相同的，在已经架设的线路上配置金属导线，并将其与大地连接，即可就雷电引入到大地中，为此，我们又将其称之为架空地线。10kV架空线路在运行期间，遭遇到雷电的袭击之后，线路会迅速出现比其本身电压较高过电压，但若配置了避雷线，那么雷击通常情况下打击在避雷线上，而避雷线能够经由预先埋设的地下接地装置以及电杆上装置的金属部分，帮助雷击电压实现迅速的引流，将其导入到大地，保证线路安全。

（2）避雷线的作用。避雷线通常情况下架设在杆塔的顶部位置，根据需要可配置一根或者二根，主要用于预防雷击。在该架空线路运行期间，若遭遇到了雷击天气时，雷电往往会打击在其杆塔或者导线上，若雷击直接作用于导线，这就会致使导线迅速产生一个超出其额定电压的过电压，该电压有时甚至可能会迅速升高到几百万伏，此时，超出其荷载范围的电压在经过绝缘子串时，会导致绝缘子发生“闪络”现象，从而引发跳闸现象，甚至还可能导致停电故障。避雷线能够有效掩盖导线，引导雷击落在避雷线上，再配合其杆塔金属和地下接地装置，促使电流得到有效引流。

（3）避雷线的加装方法。避雷线本身有着非常强大的防雷作用，即具备了感应雷以及直击雷的防护功能。例如：针对直击雷的防护，针对已经建成的10kV架空线路上进行避雷线的加装，不仅能够充分满足电气距离、机械应力方面的客观要求，还能够将塔顶作为基点，向上合理延伸一段到塔头，并通过金具来实现有效连接，即可促使导线横担与避雷线之间的距离得到相应程度的增加，从而促使避雷对导线的保护，无论是在宽度上，还是覆盖面上都具有更好的效果。这样一来，即便是10kV架空线路在运行过程中，杆塔遭到了雷击，因导线与地线之间本身所具备的耦合关系，即可促使绝缘子串两端的电压被迅速的分担，从而促使线路的耐雷水平因此得到有效提升。当输电铁塔在遭遇到了雷击天气之后，避雷线会对雷电流进行部分分类，加之杆塔与避雷线之间紧密的关系，这就促使杆塔的电压能够下降到与其相同的电压。因受到导线耦合作用的影响，这部分电压会直接叠加到所对应的导线上，从而实现对绝缘子串两端电压的迅速控制，促使其耐雷的能力因此增强。在对杆塔进行避雷线的加装时，则应当对其杆塔的接地电阻进行尽量的控制，针对已经完成建设的10kV架空线路，其耐雷的水平与接地电阻之间本身就呈现为反比关系。若将杆塔的土壤电阻率设定为基点，将其接地，即可实现对线路的整体耐雷水平的提升，通常情况下，在避雷线加装的过程中主要采用螺栓来进行加固，以免出现抱箍出现下滑的情况，将较为常用的避雷线安装在钢管的合理高度，帮助10kV架空线路的避雷水平提升。

（4）避雷线的加装应当注意以下几点：①避雷线的保护效果与其下方导线之间形成的角度有着直接关系，该角度越小所能够取得的避雷效果更为显著。若需要配置两根避雷线，更容易获得一个较小的保护角，10kV架空线路的运行安全性就更高，这种方法对成本的要求较高，为此目前针对10kV架空线路普遍采取加装一根避雷线的方式处理。②针对雷击现象不严重的线路以及电压相对较低的线路，通常情况下，可在与变电所相靠近的2km范围内进行避雷线的加装，同时这也能够作为变电所进线的防雷措施。③避雷线在使用期间，非常容易因风而发生振动，为此，针对大风天气较多的地区，应当为其配置一个防振锤。④避雷线的材质则通常为镀锌钢绞线，常用的截面为25、35、50、70mm2。当然截面越大其所能够发挥的避雷效果就越显著。

4 10kV架空线路防雷击断线策略

针对10kV架空线路在配置了避雷线后，为了能够更好的保障线路的运行安全性和防雷效果，还可为其配置过电压保护器，通过节流元件的限制作用促使工频续流得到切断，在限流消弧角的基础上实现对雷电过电压的有效控制，促使10kV架空线路在运行期间不会因雷击电流过大而受到影响，增强运行安全性和稳定性。除此之外，通过配置过电压保护器，还能够在一定程度上降低跳闸故障的发生概率。在实际运用期间，相关人员可根据已经建成的10kV架空线路的具体运行情况，经过合理的设计和计算之后，选取与其相适宜的过电压保护器，例如嵌入式过电压保护，其在与避雷线的相互配合下，能够较好的弥补彼此之间存在的漏洞，促使10kV架空线路的断线故障得到最大程度的控制，从而更好的保障其运行质量。

5 结语

总而言之，10kV架空线路在运行过程中易遭遇雷击故障，为了能够更好的保障其运行安全性和稳定性，根据其实际情况为其配置相应的避雷线，能够较好的实现引雷效果，提升运行质量。但在加装避雷线的过程中，除了注意相关事项之外，同时还应当根据实际需要，配置相应的防震锤以及过电压保护器，构建一个更为安全的10kV架空线路防雷保护体系，保障线路安全。