10kV输电线路防雷保护策略的研究

阮绍炯

摘要：本文主要分析了10kV输电线路雷击的危险，探讨了我国10kV输电线路防雷保护的现状，分析了10kV输电线路防雷保护中的不足，并针对不足提出10kV输电线路防雷保护作用的策略。旨在为10kV输电线路的安全运营管理提供一点参考建议。

关键词：10kV输电线路;防雷保护;防雷接地

引言：在电力系统、动力系统以及电力网中，输配电线路发挥着及其重要的作用，其中1-10kV的输配电线路为高压配电线路，是电力系统中分布范围最广的一种输配电线路，也是其重要构成部分。特别是10kV输电线路，作为日常生活中的常用输配电线路，其线路系统的稳定性、安全性，对于社会生产生活有着较大的影响。在10kV输电线路中，最为常见的系统故障为雷击事故。雷击事故小则引发部分线路短路或开关跳闸，严重则会引起重大火灾和线路系统故障。研究10kV输电线路的防雷保护对于提升输电线路防雷作用以及保证线路系统的安全性、稳定性有着重要的意义。因此本文研究10kV输电线路防雷保护的策略。

一、10kV输电线路雷击的危险

10kV输电线路是我国输配电线路中分布地域最广的线路，大部分线路都建立在较为空旷的位置，使得线路绵延成百上千米，这种情况极易引起雷击事故的发生。雷电作为一种自然现象，它本身是不可控的。在雷电活动开始时，一些大范围的放电产生的机械力、电效应、热效应等与输电线路发生碰击，强大的电波会沿着输电线路一直传输，给线路沿线周边造成巨大的安全隐患。例如对较近的变电所及其变电设备造成侵入性危害，引起变电所系统严重故障，设备跳闸或线路短路，甚至是火灾。对于沿线的居民及其财产也可能因为雷击等现象的发生引起火灾或者雷击致死事件。例如2017年9月陕西某机电公司10kV高压输电线路遭雷击引发严重的火灾事故，事故造成短处线路短路、短路以及大面积火灾的发生。2005年5月，重庆某村小学10kV输电线路遭受雷击，造成7死44伤，成为当年雷击重大安全事故。2007年，贵州某镇突发雷雨天气，某工厂车间10KV输电线路遭雷击引发火灾，导致整个工厂极其设施设备全部葬于火海，给该公司造成重大的财产损失。可见，10kV输电线路雷击的危险对于我们的生产生活有着重大的危害。

二、我国10kV输电线路防雷保护的现状

我国对不同输配电线路的防雷保护采取的措施不同，对于10kV输电线路虽然主要以水泥接地的方式为主，但城市10kV输电线路防雷保护还是存在着一定的差异。从10kV输电电路整体的防雷保护来看，除主要的水泥杆自然接地方式，一般在强雷电地区架空电路中安装避雷线或避雷针，或者安装有高压等级的绝缘子，或是采用两片式绝缘子，或采用瓷横担元件等提高输电线路的绝缘效果。输电线路主要以架空下路为主，在极个别地区采用电缆输电的方式，部分线路中通过设置自动重合闸来提高防雷保护。

此外，在城市10kV输电线路网中设计的绝缘保护较多，而在乡村或经济落后地区的县乡等地的输电线路中设计的防雷保护较少，因此10kV输电线路防雷保护整体存在着城市防雷保护作用较强，而乡村或经济落后地区的县乡等地的防雷保护作用较弱。虽然在防雷保护的设计思路上很好的体现了因地制宜的原则，但是实际的防雷保护效果并不突出。随着乡村经济和经济落后地区的不断发展，使得乡村的产业结构发生着极大的变化，乡村的安全用电需求也在不断的提升，对于乡村输电线路的防雷保护需求也在不断的提高。这也是近些年全国范围内各地区乡村10kV输电线路雷击安全事故高发的原因。随着全国范围内用电需求的变化，传统的10kV输电线路防雷保护的思路也应该有所改变，从城市输电线路防雷保护线全国各地区防雷保护辐射，并不断的改善乡村的10kV输电线路防雷保护的策略，加强地區性电力系统整体的安全性和稳定性[1]。

三、我国10kV输电线路防雷保护中的不足

（一）10kV输电线路跳闸频繁

10kV输电线路跳闸是电力系统故障的主要表现之一，这一问题引起的系统故障影响范围大，对于线路系统的稳定性影响大。有调查数据显示，我国的10kV输电线路雷击故障中，跳闸故障已经超过各类故障的40%，并且这一故障发生的频次数据还在逐年的增加。主要问题和我国输电线路中电路及其防雷保护装置的老化、损坏有着紧密的关系。从线路跳闸发生的时间、地域来看，跳闸高发区主要集中在一年的多雷雨季节和西部地域空旷地带。相对于城市10kV输电线路而言，空旷地区的输电线路暴露在自然环境中，没有建筑物及其他物体的保护，因此当雨季雷电发生时更容易与输电线路接触，发生雷击导致的跳闸故障。此外，我国乡村及其经济落后地区的10kV输电线路的防雷保护作用较弱，例如自动重合闸质量较差，其他绝缘保护较少，避雷装置老化等问题，都直接导致经济落后地区、空旷地区防雷保护不足，雷击跳闸安全事故高发。

（二）10kV输电线路避雷作用不强

10kV输电线路避雷作用不强主要体现在两方面，一是避雷装置安全性不高，故障频发，另一方面是10kV输电线路避雷器或避雷针配置缺乏标准化和统一化，部分地区10kV输电线路存在没有或少有避雷针、避雷线等装置。防雷装置的质量是保证10kV输电电路防雷保护的重要条件之一。当避雷针或者绝缘子本身存在质量问题时，防雷保护作用机会减弱，并且受环境等其他影响因素，导致老化作用加剧，影响绝缘保护和防雷保护作用。另外，部分线路的避雷器密封性较差，这种避雷针或避雷器在运输中或使用中很容易发生故障，导致10kV输电线路防雷作用失效，以防雷击故障。最后，避雷器、避雷针、绝缘子随着使用时间的延长，接近生命周期，引起发生故障或元件老化的问题，导致其防雷作用和绝缘作用减低，因此发生雷电现象时10kV输电线路的防雷保护作用难以阻抗雷电，因此引发雷电安全事故[2]。

四、提高我国10kV输电线路防雷保护的策略

（一）安装间隙保护装置

间隙保护装置是与绝缘子连用的一种防雷保护措施，它是一种并联的金属球电极，其工作原理是通过缓冲雷电冲击作用来加强绝缘子放电电压的作用，防止输电线路被击穿。这种保护方法是通过增加保护装置来提高线路防雷的作用，但容易降低线路自身的防雷作用，因此可能增加线路跳闸的故障。为了避免这种问题的发生，还需要在塔顶顶相的导线上端增加质量较好的避雷器，提升线路本身的防雷作用。

（二）正确选择和安装避雷器

现阶段，国家首先应该统一10kV输电线路的防雷保护装置的标准，统一和规范避雷器、绝缘子的标准。安装避雷器时要选择质量好的避雷器，按照不同塔杆的防雷需求设计避雷器数量和位置，正确合理的安装避雷器。在空旷地区，要提高塔杆的防雷保护措施，安装自动合闸，使用绝缘作用较强的绝缘子。此外，还需要适度降低杆塔接地电阻，将电阻控制在4欧姆以下，从而提高接地防雷的装置的防雷效果[3]。

结语：综上所述，我国10kV输电线路防雷保护主要在于防雷保护配置及其保护措施存在城乡的差异性。整体而言城市10KV输电线路防雷防护配置较高，保护作用明显，而乡村10kV输电线路防雷保护配置较低，保护作用明显。根据这种问题，现阶段要规范和统一10kV输电线路防雷保护的配置和防雷处理的方式，提高架空线路的绝缘保护，统一安装避雷针或避雷器，提高我国10kV输电线路整体的防雷作用，才能更好的保证电力系统整体的安全性。

参考文献：

[1]唐军.珠江三角洲某地区10KV配电线路防雷性能评估及其策略研究[D].华南理工大学，2012.

[2]苏桂枝.10kV输电线路防雷保护策略探析[J].企业导报，2015（18）：68-70.

[3]钟文斌.10kV输电线路防雷保护策略的研究[J].科技风，2017（07）：200.