摘要：随着国民经济的发展与电力需求的不断增长，电力生产的安全问题也越来越突出。本文结合10kV电力线路就如何切实做好防雷措施进行了分析及探讨。
关键词：10kV线路；防雷工作；方法
引言
随着国民经济的发展与电力需求的不断增长，电力生产的安全问题也越来越突出。对于电力线路来讲，雷击跳闸一直是影响线路正常供电可靠性的重要因素。由于大气雷电活动的随机性和复杂性，目前，对于电力线路雷害的研究还有诸多未知的成分。
一、雷害事故原因分析
1.1 山区地形的影响
从现场勘查得知，10kV线路在山地地形上的分布占相当大的比重，海拔较高，并且地形较为复杂，土质不稳定，线路档距比较大，这给雷击创造了良好的条件，发生事故率最高，绝缘子的雷击断线点也相对容易遭受破坏。
1.2 雷电泄流通道不足
10kV线路大部分的区段几乎没有采取任何防雷措施，如果发生雷击杆塔，雷电流可以通过杆塔自然接地进行泄流。当雷击绝缘导线时，由于缺少雷电泄流通道，如果雷电过电压造成绝缘子两相以上发生闪络，并通过横担发展为异相之间接地时，雷电过电压首先击穿导线绝缘层进而引起绝缘子闪络，被击穿的绝缘层呈一针孔状，接续的工频短路电流电弧受周围绝缘的阻隔，弧根只能在针孔处燃烧，在极短的时间内导线就会被整齐地烧断。从线路配置来分析，造成断线的主要原因是架空配电线路绝缘水平低。架空线的绝缘水平低，其耐雷水平也必然低。
1.3 配电变压器防雷措施不完善
变压器的高压侧通常会装一组避雷器进行保护，而变压器的低压侧则无任何防雷保护措施，就会产生正、逆变换过电压。现场调研发现变压器位置都离用户有一段距离，这段线路低压侧出线和高压线路同杆架设，如果雷击在低压侧感应出较低的电压，在高压侧就会产生较高的电压，容易造成高压绕组损坏。同时，低压侧用户的用电采用一组低压断路器进行开断而无熔丝保护，不能及时切断低压故障，而且低压总计量元件位于计量箱外而不是计量箱内，长久运行会老化严重而影响计量准确和使用寿命。
二、10kV配电线路防雷保护措施
2.1 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，且在配电线路中为了节约线路走廊而采用同塔多回路技术，某些杆塔架设回路达到了4回，虽然在这种情况下节约了线路走廊，减小了线路投资，但是由于同塔多回路中线路与线路间的电气距离不够，因此，一回线路遭受雷害后线路绝缘子对地击穿，如果击穿后工频续流比较大，持续的接地电弧将使空气发生热游离和光游离，由于同杆架设的各回路之间的距离较小，那么电弧的游离会波及到其他的回路，引起同杆架设的各回路发生接地事故，严重时将会造成多回线路同时跳闸，极大的影响了配电线路的供电可靠性，针对上述情况可采用增强线路绝缘的方法。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。某地区配电线路绝缘子选用型号为P15，出于防雷方面的考虑，可有选择性的将P15型绝缘子更换为P20绝缘子，线路绝缘水平的提高也将明显的降低感应雷过电压造成线路闪络的概率，提高供电可靠率。
2.2 架空绝缘导线雷击断线防护措施
根据对雷击架空绝缘线路断线机理的分析并结合实验室试验的结果分析，针对雷击架空绝缘线路的断线事故提出三点措施进行预防：
（1）提高线路局部绝缘水平
为了降低线路造价，可采用架空绝缘导线加强局部绝缘的方式，即在绝缘导线固定处加厚绝缘，使放电只能从加强绝缘边沿处或者是击穿绝缘皮后击穿导线，通过上述方式可有效提高线路的冲击放电电压。
（2）安装避雷器进行保护
在输电线路中使用线路避雷器取得了较好的防雷效果，借鉴于此，可以在配电线路中使用该方法，使用避雷器后，对架空绝缘线路形成有效的保护。由于无间隙避雷器长期承受工频电压，还要间歇地承受雷电过电压及工频续流，避雷器容易老化，所以避雷器故障很多，影响配电线路的供电可靠性。因此，在配电线路中可选用免维护氧化锌避雷器，对配电线路中的易击段进行有选择的安装，安装处除线路中的易击段外还应在相应的配电设备（配电变压器、柱上开关等）进行安装，对配电线路进行全面的保护。
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（3）在绝缘子两端并联放电间隙防止绝缘导线的绝缘层击穿
在试验室采用接线对架空绝缘导线的绝缘子两端并联保护间隙，做雷电冲击试验，结果表明：只要把间隙的放电电压调整到等于或略大于绝缘子的冲击放电电压，线路的雷电放电就会在保护间隙之间发生，从而可以有效防止绝缘导线的击穿，也就彻底解决了绝缘导线的雷击断线问题。
2.3 采用间隙与避雷器配合对10kV配电线路进行保护
（1）避雷器的安装
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，但是避雷器只能保护安装避雷器的当级杆塔，如果在配电线路上全线安装避雷器进行保护，将取得很好的效果，但是就经济技术比而言上述方法就不是很适合，而且全线安装避雷器的运行维护也是很大的问题，因此，应当在配电线路中有选择的安装避雷器进行保护
（2）并联间隙绝缘子的使用
根据保护间隙的功用，保护间隙和线路绝缘子串的绝缘配合应该满足以下两个方面的设计要求：首先，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，并引导故障电流入地，以便保护绝缘子、线路零部件和导线。雷击闪络时，放电应当起始于间隙的一个电极，终止于另一个电极，电弧应尽量不接触绝缘子表面。试验发现，装有间隙的绝缘子串放电有通络和沿络两种情况。
2.4 降低10kV配电设备的接地电阻
在配电线路中，降低接地电阻的主要采用以下两种方法：
（1）水平接地体。一般在配电线路中均采用这种方式进行降阻，从对长沙与衡阳地区的调研中发现，这种方法难以达到目标值要求，且及易腐蚀，使用年限不长。
（2）施加降阻剂进行降阻，实践证明，在水平接地体周围施加高效膨润土降阻防腐剂，对降低杆塔的接地电阻效果明显。
GPF-94高效膨润土降阻防腐剂具有较低的电阻率，加水后有较大的膨胀倍数（3～5倍），施加在接地体周围相当于增大了接地体的有效截面，消除了接地体与周围土壤的接触电阻；具有较强的吸水性和保水性以及随时间推移不断向土壤中渗透和扩散，降低了接地体周围的土壤电阻率，因而具有较好的降阻性能，特别是对高土壤电阻率地区以及干旱地区的降阻效果最为明显。
2.5 10kV配电设备的防雷保护
（1）配电变压器的防雷保护
对配电变压器的保护应该在低压侧装设低压避雷器，与高压侧避雷器、变压器外壳和低压侧中性点一起接地，称为“四点共一地”。接地电阻值满足规程中所规定的100KVA以上容量配电变压器接地电阻在4Ω以下，100KVA以下容量的配电变压器接地电阻在10Ω以下。
（2）柱上开关的防雷保护
为了电网运行方面的需要，在6~10kV电网中安装了一定的柱上开关与刀闸，这对保证配电网的运行方式的灵活性，提高供电可靠性起了很大的作用，但是往往缺忽略了这些开关设备的防雷保护措施，在柱上开关和刀闸处有些没有安装避雷器保护，或者仅仅在开关的一侧装设避雷器保护，当开关断开时，将会造成雷电波的全反射，在雷害事故发生时造成开关设备自身的损坏，因此，开关设备自身的防雷保护是配电线路中防雷保护非常重要一部分，应该在开关或刀闸两侧安装避雷器对进行保护，避免在防雷保护上存在的缺陷。
（3）电缆分支箱的防雷保护
由于电力系统的发展，电缆线路在配电线路中应用越来越广泛，电缆分支箱和环网柜在配电线路中的使用越来越广泛，它的防雷问题也成一个突出的问题。在10kV电缆化的环网供电系统中，需采取措施抑制感应雷过电压，通常的措施是采用避雷器，其保护点位置的选择有两种做法，一是在整个环网回路中的每个单元均安装避雷器，该方法由于环网回路中安装的避雷器数量较多，降低了系统运行的可靠性且增加成本。方法二则有选择地在环网单元安装避雷器保护。上述两种避雷器安装措施应根据电网的实际情况进行选择，但是如果在环网回路中有一段架空线路的话，则应在架空线路的两端的环网单元安装避雷器进行保护。在避雷器选择方面，具备防爆脱离功能和免维护的无间隙金属氧化锌避雷器更是首选。通常在10kV配电设备中选用HY5WS—12.7/50型避雷器，该型号的避雷器具有防水、耐污、防爆和密封性能好等特点，且体积小，重量轻，易安装。
结束语
针对10kV线路中常见的绝缘水平低、雷击断线、配电设备防雷保护不够完善等方面的问题，需要有效提高10kV线路的绝缘水平主要措施是更换冲击放电电压更高的绝缘子，在10kV线路安装避雷器，采用间隙保护等方式都是加强10kV线路防雷措施的重点。由于10kV线路直接关系到供电企业的经济效益和人们正常的用电生活，在长期的经验中加强10kV线路的防雷措施，确保线路的稳定运行。
参考文献：
[1] 王艳新.10kV线路防雷实例分析[J].电网安全运行，2010
[2] 陈殿生.浅谈10kV线路的防雷措施[J].科技信息，2011
[3] 10kV配电线路防雷保护措施研究[J].2017
论文作者:周兆祥
论文发表刊物:《河南电力》2018年13期
论文发表时间:2018/12/26
标签：线路论文; 避雷器论文; 防雷论文; 绝缘子论文; 过电压论文; 导线论文; 间隙论文; 《河南电力》2018年13期论文;