应用线路避雷器提高10kV配电线路防雷性能的研究

张海东

摘要：社会经济全面发展推动下，现阶段我国电力事业发展较快，各类变电站配电线路建设范围不断扩大，为生产生活用电提供了较大便利。在物质生活的提升对电力电能需求量在不断扩大。目前通过架设10kV配电网能够有效满足现阶段社会发展对电能要求，但是当前10kV配电线路在实际运行过程中会受到自然要素影响，比如外力破坏，自然灾害，雷击等损坏，而且10kV配电线路自身绝缘性较差，导致诸多安全事故的发生。

关键词：线路避雷器;10kV配电线路;防雷性能

一、10kV配电线路防雷性能基本分析

10kV配电线路基本防雷性能对其稳定硬性以及供电输出质量具有较大影响，所以当前对其防雷性能进行探析具有现实意义，目前可以通过线路雷击跳闸率以及线路抵御雷击性能对10kV线路防雷性能进行综合评价。线路雷击跳闸率就是在线路一段时间运行中以及相应范围之内雷击条件中导致线路跳闸问题产生的总次数。线路耐雷水平就是线路受到雷击影响，绝缘子不会产生闪络问题，线路耐雷能力更高，跳闸几率就会更低。反之，线路耐雷水平较低，雷击跳闸发生几率就更高。从实践中可以看出，目前10kV配电线路中应用避雷线不能获取良好的防雷成效。所以当前大多数10kV配电线路上未安装避雷线，等到电塔顶受到雷击之后，由于尚未配设避雷线，会导致一相导线产生放电问题。此类问题不会直接致使线路中断，产生跳闸问题。但是当第二相导线放电现象产生之后，就会导致线路出现跳闸问题。所以现阶段为了能够全面增强线路整体防雷质量，需要对线路基本运行数据进行分析。在目前10kV配电线路运行过程中，还存在雷电过电压问题。分别是导线直击雷过电压以及杆塔直击雷反击过电压问题，最后是在直击雷作用下产生感应雷过电压问题。

二、10kV配电线路避雷器的有效应用探析

对配电线路防雷性能进行探究的重要指标就是雷击跳闸率以及线路实际耐雷能力，线路基本耐雷能力就是线路在实际运行过程中受到雷击之后绝缘子串不会产生闪络问题的最大雷电流幅值。线路雷击跳闸率就是在每公里范围内配电线路承受雷击之后所导致的跳闸基本频率。概况性来说，配电线路自身耐雷能力更高，雷击跳闸率发生概率就较低，线路自身防雷性能更好。从目前我国部分区域实际架设10kV线路的地形复杂性较高，并且雷电事故发生率较高。主要原因是因为土壤自身具有较大的电阻率，致使杆塔自接地电阻降低以及耐雷水平提升的难度较大，加上为了使其抗雷性能有效提升，还需要对相关杆塔结构以及线路老化严重区域进行改造。需要结合区域防雷现状采取相应的避雷措施，比如安装线路避雷针，降低防雷接地系统接地电阻等措施，这样才能更好地提升配电线路基本的防雷能力。

在正常情况下，主线易受到雷击的杆塔都会选取Zπ-15的杆型，此外塔杆基本参数和绝缘子型号之间还保持一致性。通过研究可以发现，当前塔杆线路雷电幅值较低时，相关绝缘子不会产生闪络问题，并且绝缘子两端位置电压波处于基本稳定状态。当雷击电流值开始逐步增大时，单相绝缘子实际承受的电压值开始逐步扩大，等到其达到冲击临界放电电压值时，A相绝缘子会产生闪络，此时线路未出现跳闸问题。当雷电实际电流逐步擴大到某项临界点之后，杆塔电位会不断上升，各项绝缘子也会产生闪络问题。在10kV线路中配设线路避雷器能够使得雷电得到有效拦截，从而限制绝缘子产生闪络问题，对电路稳定运行进行有效保护，使得线路耐雷能力全面提升。从长期实践结果中可以看出，在容易受到雷击的杆塔上安装线路避雷器能够有效提升线路基本防雷能力。

在正常情况下，技术人员在ATP仿真模型基础上对10kV配电线路过电压数值进行有效计算，再通过相交法对线路绝缘子闪络问题进行判断。当绝缘子串放电曲线和线路基本感应电位以及塔顶感应电位曲线处于基本相交状态时，技术人员能够对闪络问题进行判定。目前在仿真模型中各项参数频率设定过程中，可以将其基本参数频率设定为450kHZ，将杆塔波阻抗设为250Ω。比如当杆塔雷电流幅值设定为4kA时，各个塔杆尚未出现绝缘子闪络问题，此时可以根据相关公式对10kV配电线路基本耐雷能力进行计算，此时技术人员能够将雷电流进行扩大，取值为12kA，由于10kV配电线路基本耐雷能力无法适应雷电流大小，会导致一相导线产生闪络现象，但是有的线路尚未出现跳闸问题，此阶段一相导线处于阶段状态。在耦合作用下，二相导向等会感应到电压的存在，由于塔顶电位极性和导线极性具有相似性，电压差开始逐步降低，从而不会产生绝缘子闪络问题。

三、10kV配电线路防雷技术措施

（一）优化线路绝缘水平以降低闪络发生几率

在雷云活动与放电形式影响之下，直击雷过电压幅值相对较高，而感应雷过电压幅值偏低，感应雷过电压幅值变化区间相对较大。为此，感应雷过压在雷云活动状态下，与配电线路距离较近，云对地放电的幅值就会很大，导致感应雷过电压引发配电线路绝缘击穿的情况。而架空线路是感应雷过电压最常见的对象，此类型线路在配电网中的绝缘性提升有限。而且配电网绝缘性能不理想，所以干引雷过电压所引发的闪络问题经常发生。在这种情况下，应将裸导线更换成绝缘性能较强的绝缘导线，适当地增加绝缘子的片数，对绝缘子型号进行改变，并在导线与绝缘子间加设绝缘皮，使得线路绝缘性能优化，减少了闪络事故的发生。

（二）自动重合闸装置的应用

为有效地规避雷击因素所因其的配电线路破坏问题，可以将自动重合闸装置设置在配电线路当中，使得配电线路供电的可靠性提升，优化排除瞬时性故障的能力。但是，在实际电力生产中对自动重合闸装置的应用一般常见于架空线路，因此类线路特殊性较强，瞬时性故障经常发生，而其能够自动合闸，在解除故障以后，即可确保线路正常运行。

四、结语

总而言之，当前10kV配电线路在实际运行过程中，容易受到雷击问题影响，所以当前通过应用线路避雷器对提升基本线路基本防雷性能具有重要作用，能够确保10kV配电线路可靠运行，供电稳定性，满足区域供电可靠性需求。

参考文献：

[1]徐文杰，王化允.应用线路避雷器提高10kV配电线路防雷性能的研究[J].科技与企业，2016（3）：207-207，209.

[2]刘德军.应用线路避雷器提高10kV配电线路防雷性能的研究[J].中国科技纵横，2016（15）：142-142.