10kv线路及配电设备的防雷措施

王长付 陈颜涛

摘 要：随着我国国民经济的不断增长，电力作为一种能源已经给人类社会带来的光明与前景，所以供电可靠性会对直接影响到人们的工作生活，同时人们对配电网的安全性要求将会越来越高。由于10kV架空配电线路的绝缘水平相对较低，且网络结构比较复杂，很容易发生雷害事故，从而将影响到配电网的供电可靠性与安全，严重的将会使人民的生命财产安全受到一定的威胁。所以，分析雷电造成配电线路出现的隐患问题，并且找到切实有效的防雷措施，对于人们的工作生活用电与安全具有非常重要的意义。本文特意对雷灾的基本特征和原因做了详细的介绍和分析，阐述雷害的防范措施，希望给供电同行提供一些参考。

关键词：10kV线路；配电设备；防雷措施

10kV配电线路经常受到雷害事故的影响，引起10kV配电线路接地或故障跳闸，造成线路停电，雷害对配电网的安全运行造成极大危害，降低配电网的供电可靠性，严重影响用电客户的办公、生产、商业、生活用电，本文结合10kV配电线路运行与雷害发生情况，研究10kV配电线路的防雷保护措施具有重要的工程和实际意义。

1 10kV配电线路雷击的基本特征及原因分析

1.1雷击的基本常识

综合各方面因素，配电线路通常架设在地形复杂的空旷地带，非常容易遭受雷击。配电线路遭受雷击主要有两种形式：其一是直击雷，当架空线路上方积聚大量静电荷而该线路地下可能存在大量金属等时，当静电荷积聚到一定程度时就瞬时向大地稍放，形成很大的冲击电流，流过（击中）导线、绝缘子等配电设备，从而烧断导线，击穿或击烂绝缘子，这种情况在同一地点每年都会发生且每年发生不少于一次；其二是感应雷，一旦地面发生雷击，地表周围的电力、电子设备就会产生包含有静电份量、磁份和辐射份量的电磁感应，并且相当强烈，当这些电磁感应传递到线路中时，10kV线路上就会产生感应过电压。雷电流的大小、线路距雷电通道的远近、线路的悬挂高度等因素都会影响到线路上过电压的幅值，一般情况下会达到10～400kV。

感应过电压如果大于80kV，即当感应过电压与线路工频电压之和大于绝缘子50%的放电电压时，10kV线路绝缘子会产生闪络现象，导致线路短路、跳闸。据国外资料介绍，配电线路上雷击占20%，感应占80%（感应过电压的波头长度为1～2ps，波尾长度为3～10ps，感应过电压波沿每相线路传播。95%以上感应雷的放电电流小于1kA，但远远小于直击雷电流）。因此，引起10kV线路跳闸的主要原因是感应过电压引起的。

1.2主要原因分析

从防雷水平的高低、防雷方案的选择、防雷产品的选用到防雷装置运行维护全过程分析，引发雷击灾害的原因主要有以下情况：配电网防雷设计针对性不强；运行中仍有部分避雷器是阀式避雷器，天气潮湿时，表面泄漏电流严重；有些避雷器和弱电设备与主地网（地极）共用，降低防雷质量；接地网的接地电阻大于标准要求或接地网已腐蚀，引起雷击后电压反击；运行当中没有对配电网防雷设备开展预防性试验，个别防雷设备已失效，起不到防雷作用；防雷资金投入不足，防雷设备的改造能力落后；没有对经常遭受直击雷雷击的地点加装防直击雷的装置；缺乏完善的管理工作，不能及时发现具体问题，致使防雷设施存在一些隐患。

2 10kV配电线路的一些防雷保护措施

2.1防范直击雷的措施

针对直击雷每次都是对同一地区放电，根据现场经验，可以在10kV配电线路杆塔上安装避雷针或消雷器，安装消雷阵雨器防直击雷效果最好。台山供电局管辖下的10kV塔温线水南支线17#杆，2005年前每年都遭受雷击断导线1～3次，2006年安装了10kV线路避雷器后，导线没有遭受雷击断线，但是避雷器遭受雷击击坏，2007年初安装了半导体消雷器至今，该支线1#～30#杆导线没有遭受雷击断线。2008年后台山局在其他三回10kV配电线路经常遭受雷击断导线的地方安装了半导体消雷器，至今，这三回配电线路没有发生导线遭受雷击断线现象。

2.2提高线路绝缘水平，降低10kV配电线路闪络概率

由于配电网绝缘水平低，当线路中因雷电活动而产生感应雷过电压时，极易造成线路绝缘子闪络等事故，可采取将裸导线更换成为绝缘导线、增加绝缘子片数、在导线与绝缘子之间增加绝缘皮、更换绝缘子型号等方法提高线路绝缘水平。

2.3采用间隙与避雷器配合对10kV配电线路进行保护

避雷器对于配电线路中的雷电过电压的防护具有很好的效果，应当在配电线路中有选择地安装避雷器进行保护；装有间隙的绝缘子串放电有通络和沿络两种情况，注意并联间隙绝缘子的使用，保护间隙距离的设计应当在雷击线路闪络时可以捕捉电弧的根部，电弧应尽量不接触绝缘子表面。同时，可以使用穿刺式防弧金具及安装线路过电压保护器。

2.4降低10kV配电设备的接地电阻

在配电线路中，降低接地电阻的方法主要有以下三种：一是增长水平接地体，通过该法达到目标值要求较难；二是施加降阻剂进行降阻，在水平接地体周围施加长效降阻剂，对降低杆塔的接地电阻效果明显，但随降阻剂性能而影响寿命；三是采用垂直接地极，采用在防雷设备引下线最近处钻深孔，在深孔中施加垂直接地极，利用深层土的低电阻率达到降低接地电阻，同时这种方法是防雷效果最好的。

3、10kV配电设备防雷

配电变压器按现行规范采用阀型避雷器来保护。阀型避雷器要求越靠近变压器安装保护效果越好，一般要求装在高压跌落保险的内侧。必须使避雷器的残压小于配电变压器的耐压，才能有效地对变压器起保护作用。避雷器的选择应与线路额定电压相符。若避雷器额定电压高于设备额定电压使设备受雷击时失去可靠保护二避，器额定电压低于设备额定电压，在正常的过电压下避雷器频萦动作引起线路接地跳闸。当变压器容量在100kVA及以上时，接地电阻应尽可能降低到4Ω以下；当变压器容量小干100kVA时，接地电阻可达到10Ω及以下即可。如达不到上述要求，应进行改造接地网使其阻值下降，从而使留电流流过接地线上引起的电位降低。在配变低压侧也装设保护装皿。10kV配变只在进线处安装避雷器不能保护配变低压绕组，而且由于低压侧落雷也将造成留电冲击电压直接通过计量装皿加在低压绕组上，按变比感应到高压侧产生高电压，有可能首先击穿高压绕组。同时，雷电冲击电压通过低压线路俊入用户，造成家用电器的损坏。所以在配变低压侧应装设低压避雷器等通讯用放电间隙保护器，并将避留器、变压器外壳和中性点可靠接地。在配电变压器进线处装设电抗器。电抗器可以利用进线制作，用进线绕成直径100mm，10-20匝的电感线圈。阻止留电波的入慢，保护变压器。避雷器安装工艺要规范。避雷器的接地要良好，接地线联接要可靠。农村配变避留器安装工艺差、引线细：接头松或开路造成避雷器失去保护作用而导致配变遭雷击烧坏是较常见的，所以防雷引线的截面积，引线连接头，接地体埋设都要符合有关防留接地规程要求。按期进行预试和检修，避雷器要按规程要求定期进行绝缘电阻、工频放电电压试验，对不合格和有缺陷的避雷器进行更换。FS阀型避雷器经一段时间运行后，因避，器自身老化其工频放电电压下降，绝缘电阻降低。当其土频放电电压低于23kV，绝缘电阻低于2000MΩ时必须更换。对接地引下线，接地装t要定期巡视检修。雷雨季节前要清扫瓷体，紧固接头，损坏部位立即更换。

10KV电力系统的防雷措施多种多样，各地10kV电力系统实际情况又不尽相同。因地制宜，合理地选择防雷保護措施，加强10KV电力系统的运行管理，一定能提高10kV电力系统防留保护的效果，最终提高供电质量。

参考文献：

中国机电工程学会供用电使用手册[D].沈阳：辽宁科技出版社.