10 kV配网综合防雷技术分析

陈永亮

阳江阳西供电局新圩供电所，广东 阳江 529827

0 引言

要想提高系统的运行安全性和稳定性，需要做好相关技术的管理，还要对电路进行全面的改良，避免出现雷击断线等问题。在对雷击事故问题进行预防和解决时，需要提高线路自身的绝缘性能，同时需对腐蚀问题进行全面防护，对现有的杆塔结构进行简化，从而保证工程建设质量的基础上，尽可能降低施工成本[1]。

1 10 kV配网雷击灾害仿真模拟

通过综合分析可知，导致配网雷击的因素较多。

（1）环境因素。10 kV配网线路的结构复杂，应用广泛，无论是城区、山区还是旷野，均需要充分考虑可能造成雷击的因素，包括天气、地形、环境、周边线路布设情况等。

（2）管理因素。10 kV配网线路的覆盖区域广泛，因此维护难度较大，需要定时检修与更换故障线路、避雷器等，如果维护不善，会增加线路故障的发生概率，影响线路的正常运行。

（3）设备因素。当前，配网线路所装设的防雷设备较少，部分线路即使已经安装相关设备，但是设备的质量相对较差，一旦出现雷击问题，将可能导致线路受损。无论上述哪种情况，都会导致雷击灾害的发生，因此需要针对灾害开展方针模拟，明确各项参数，以便于制订更有效的防雷措施。

在对雷击灾害的过电压进行计算的过程中，首先设置数字模型对周边的电磁场进行计算，在此基础上，对配电线路的雷电过电压和电流进行准确计算。目前，我国在进行配网建设时，大多采用架空线路和电缆线路的建设方式，这些线路应用于城市的供电系统中，线路呈现辐射式的建设结构，在对配电网结构进行改造的过程中，电缆线路的使用数量不断增加，因此线路的运行负荷也不断增加，一旦受到雷电过电压的影响，容易出现各种类型的故障。在对雷击灾害进行仿真模拟的过程中，需要对线缆结构的差异进行充分的考虑，从而对不同线路的过电压进行准确的计算。根据最终的计算结果，制定科学合理的防治措施，提高配网的综合防治水平[2]。

2 10 kV配网综合防雷技术的具体应用

2.1 加强金具的安装管理

在进行线路搭设的过程中，可以在绝缘子区域安装保护装置。绝缘子上部区域的金属电极中，存在带穿刺的电极，可以穿透绝缘导线的绝缘层，从而与内部的导体紧密连接。雷击灾害发生后，在过电压的影响下，保护装置可以通过穿刺刀片，将雷电过电压输送到保护装置的外部金属电极区域。雷电过电压直接设置在保护装置的外部金属电极和绝缘子底部金属电极之间，会顺着绝缘子表面发生击穿等现象。在这一现象发生后，工频续流电弧可以沿着保护装置的金属电极表面出现移动、燃烧等现象。在燃烧的过程中，并不是固定在某一个区域的，会顺着电极表面不断移动。实际上将保护装置增设在绝缘子区域，因此绝缘的导线已经设置成裸露的导线结构。这种导线不易被烧坏，保护能力更强，可以避免线路出现断裂等现象[3]。

2.2 强化可调试保护间隙的安装管理

在对电缆和绝缘架空线路进行保护的过程中，可以设置可调节的保护间隙，避免电缆和绝缘架空线路的外层绝缘受到过电压的影响。这种保护间隙在使用过程中，是在绝缘子旁边并联金属的电极，间隙的距离小于绝缘子的串长。线路在正常的运行状态下，并联的间隙会存在电场的作用。在受到雷击灾害的影响后，架空线路的绝缘子串会产生较高的过电压，但并联间隙的放电压总值低于绝缘子子串的放电电压总值，导致间隙出现放电等现象。在连续的热应力作用下，会导致间隙电极之间出现燃烧等现象，燃烧的范围会不断扩展，从而对绝缘子串进行有效保护，防止出现雷击断线等事故问题[4]。

2.3 选用正确的绝缘设备

在对配电线路建设情况进行管理的过程中，可以选用组合的配置方式，将绝缘子和绝缘横担组合为整体。在进行单回配的线路建设时，选用绝缘横担、绝缘杆头和绝缘子的组合形式。针对绝缘导线的雷击放电击穿点进行分析，掌握其中的规律，从而制订对应的雷击防范措施，例如通过雷电冲击放电试验可以得出雷电放电击穿点的分布情况，具体如图1所示。

图1 绝缘导线雷电击穿点分布规律

针对上述规律，对于绝缘设备的选用，应当注意在杆塔的上部区域形成完整的绝缘塔头，以提高线路的绝缘水平，确保电力能源在供应时，更加的安全可靠。因为横担和塔头的电气绝缘性能较好，放电的电压数值较高，且存在抗老化功能，所以可以运用于较为恶劣的运行环境中。在进行线路施工的过程中，需要选择正确的设备，才能保证线路的绝缘性能，满足工程的建设要求。同时，要选择安装形式比较简便的设备，并增加放电的空气间距。通过各项设备的组合，扩大放电的路径[5]。

2.4 优化杆塔拉线的安装

在进行杆塔建设的过程中，要想降低接地的电阻，其工作的开展存在一定的难度。避雷线的建设成本构成如图2所示。虽然我国在进行杆塔建设时，已经安装了避雷线，可以在一定程度上降低雷击事故发生时的不良影响，但是在实际建设的过程中，其施工成本相对较高，需要增加耦合地线或者采用杆塔拉线的方式，才能提高防雷水平。这种建设方式是通过增加导线和避雷线之间的耦合作用，降低绝缘子串区域的电压，同时对雷电流进行有效的分离，尽可能降低杆塔的波阻抗。但是，耦合地线建设施工成本比较高，且这种建设方式无法对雷击灾害问题进行有效防治，因此该方式并未得到大力推广和使用。

图2 避雷线的建设成本构成

2.5 增设避雷器设备

在进行线路安装的过程中，需要在薄弱区域进行避雷器等设备的安装，提高线路的防雷性能。在对避雷器设备的类型进行选择时，需要严格按照线路的防雷需求，对设备的规格和型号进行选择。同时，需对市场上一些比较先进的设备进行重点关注，将其应用到工程建设的各个环节中。此外，电力企业需要提高对这个项目的重视程度，严格按照设备的建设要求，对其进行标准的安装，避免设备在使用过程中出现问题。但因为避雷器设备的保护范围较小，要想对所有的杆塔进行全面保护，需要保证避雷器设备的接地装置良好，还要对接地电阻值进行全面检测。一般情况下，在进行避雷器设备选择和应用的过程中，对建设成本存在一定的要求，应选择性价比更高的设备，还需根据杆塔周边的情况，结合区域内的气候特点，对设备的安装情况进行全方位管理。需将避雷器设备安装在最需要的杆塔上，还应尽可能地增加避雷器设备的防护范围，缩小雷击灾害问题的影响范围。另外，可以设置一种用于计算雷击次数的装置，根据雷击情况设置避雷器，从而更具针对性，达到更好的避雷效果。雷击次数计算装置界面如图3所示。

图3 雷击次数计算装置界面

3 结束语

综上所述，在对配网雷击事故问题进行防治的过程中，需要对防雷措施的应用情况进行全方位的分析，在此基础上构建数字仿真模型，以便将各项措施全面落到实处。同时，不仅要对特定的电网和线路结构进行全方位的防护，还要对配电变压器设备和电缆线路进行管理，通过数字建模选择最优的材料。此外，还需根据区域内的地理环境特点，采取针对性的防雷技术，从而降低跳闸问题的发生概率。