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摘要：10kV配电线路作为电力系统运行的主要支撑，其应用最为频繁，但因为其自身绝缘、耐雷水平的不足，加之避雷措施和日常维护的缺失，使其成为遭受雷击最为严重的线路之一，极大的威胁了配电网的供电安全性，甚至可能引致更为严重的后果，针对此，本文将透过雷击事故产生的机理，从多层面阐释10kV配电线路的成因，并据此给出有效的防雷措施，以为相关研究提供一定参考。
关键词：10kV配电线路；雷击；敷设方式；防雷措施
引言
目前，在经济社会飞速发展的引领下，各行各业及生活用电需求不断增加，而10kV配电线路作为供电系统的重要组成，其建设速度和规模也呈现上升趋势，而因为其分布广泛、结构复杂、负荷分散、运行条件差及维护措施缺失等问题，且多在野外以高空架起方式设置，运行过程中很容易受到各类天气因素的影响，尤其雷击作用下，如若配电线路自身绝缘、抗雷击性能较差，加之缺失有效的防雷技术和方法的支撑，则很容易引发雷击事故。而且相关研究表明，目前10kV 配电线路因雷击而引致的跳闸概率占据了76%-85%，雷击事故引发的停电、火灾或是人身伤害等问题频现，可见，深入探究配电线路雷击事故发生的根源，并结合现存的主要问题，通过提升绝缘水平、日常维护、抗雷击处理等防雷措施，可有效减少或规避雷击事故的出现，进而更好的确保线路运行安全。
一10kV配电线路雷击事故产生的机理
高压配电线路中输送的电压值在3.6kV-40.5kV 之间，相对较高，为了规避事故风险，其多采用高空架设的方式进行敷设，而非埋设于低下，而10kV配电线路作为高压配电线路，也以裸露形式进行敷设，由此，在输供电运行中容易受到外力影响，且数雷击对线路的破坏性最甚，且雷电频次越高，线路故障也频发，通常可以下列公式计算配电线路遭受的雷击频次：
公式（1）
上式中，Td为雷电日，可根据数据统计获得，b是无避雷线时边相导线的平均高度，h是最上层导线的平均高度，γ为地面落雷密度。
目前，实践研究发现，雷击点在65m之下会直接击中配电线路或电力塔，其是雷击云通过自身带有强大的电流，借助杆塔或线路传导至地下，由此产生差值较大的电压降，引致直击雷过电压，但是在配电线路附近存在高达的树木、建筑物等屏蔽时，该种雷击形式发生的概率较小，而在无屏障的地区，其比值也仅为20%，且其雷击电流50%以上在20kA以上；而另一种感应雷击过电压，则是当雷电击在配电线路的附近地面上时，因为导线中传输的电流存在电磁场，雷电在此作用下，将产生过电压，进而破坏配电线路，经研究验证，静电和电磁分量是感应雷击过电压的主要构成，在先导通道中，雷击电荷产生的静电场若在瞬间消失，则必然会引发一定的感应电压，也即静电分量，该种感应电压值的数值往往趋高，而在若因雷击电流的运动引发的磁场变化，而产生的感应电压，则应归属为电磁分量，而鉴于主放电线路和导线彼此垂直，两者的互感性较弱，无法产生较强的电磁感应，由此静电分量将比电磁分量高，其在感应雷过电压幅值中发挥主导作用。而统计数据显示，目前10kV配电线路的雷击事故中约有80%以上源于感应雷击过电压，为此，在未来该配电线路的防雷措施设定时应该将关注点放在感应雷之上，由此，便可在更大程度上确保配电网的运行安全。
二10kV配电线路雷击事故的主要成因
10kV配电线路直接面向终端用户，其运行安全直接关系输供电及人们的用电安全，但因为布设在野外，布线较长、覆盖范围广、网络结构复杂，且缺乏耦合底线、线路避雷器、避雷线等防雷保护装置，加之自身绝缘水平较差，从根本上限制了其防雷、耐雷的能力，由此在雷电高负荷的电压和电流冲击下，势必发生雷电事故，甚至引发更严重的后果，威胁整个电力系统的运行安全，具体而言，结合理论和实践分析结果，现将其故障成因总结如下。
1防雷措施尚不完备
10kV配电线路在敷设过程中，出于成本控制和防雷意识淡薄等问题，通常不会配设、安装专门的线路避雷器、避雷线等避雷设施，即便安装，大部分也是多出线路连接一个避雷设施，此时，则无法真正发挥防雷设施的避雷或防护效用，其耐雷水平比较低；而且，10kV配电线路较长，在偏远地区设置杆塔存在诸多不便，致使有些地段杆塔较少，影响了配电线路的绝缘水平，加之配电线路对于绝缘材料选择不当，许多线路自身的绝缘水平就很差，此时，一旦遭遇雷电袭击，形成云闪或地闪的感应过电压，则线路遭受破坏的概率较大，破坏程度也较高，这将严重威胁电网的运行安全性。
2日常维护不到位
10kV配电线路作为电力系统中应用最为广泛的线路，其覆盖范围非常广，且网络结构复杂、负荷分散，这增加了配电线路日常维护的难度和工作量，而由于人们的认知局限性，防雷意识不强，虽然在敷设10kV配电线路时会依照标准配置防雷设施，但仅限于安装工作，而忽略了日后的维护与管理，使得防雷设施如同虚设，在发生故障时不能及时发现并维修，不能达到防护壁垒的效果。
三10kV配电线路防雷措施
针对上述分析，配电线路遭受雷击损坏，与自身耐雷、绝缘水平差、防雷设施及管理不到位等存在很大关联性，为此，应该从这几方面予以强化。
1优化配电线路的绝缘水平
10kV配电线路的雷击过电压存在直击或感应雷两种，而与直击雷过电压幅值相对较高，但因为雷电的活动、放电形式等对感应雷过电压的影响，其幅值波动范围较大，假若雷云的活动接近于10kV配电线路且云对地发生时，感应雷过电压的幅值将增大，此时便会对10kV配电线路造成破坏，引致绝缘击穿问题，而因为架空绝缘线路主要针对的是竖相问题，而不能有效规避雷击危害，此时需要选用冲击放电电压比较高的绝缘子，通过绝缘水平的优化来提升绝缘线路的防雷效能。
2强化架空绝缘导向雷击断线的防护
架空绝缘是防止雷击危害的最佳策略，其主要是以架空的方式设置绝缘线路或是避雷器安装，而为了控制防雷成本，可利用架空绝缘导线来强化局部配电线路的绝缘水平，以防护雷击断线，具体需增设绝缘体于绝缘导线上，通过增加其厚度来增强冲击电压，由此，在遭受雷电侵袭时，则放点可只从绝缘加强边缘或击穿加厚的绝缘体才能对配电线路造成损害。同时，避雷器的安装可保护架空绝缘线路，配电线路因受工频电压、间歇性雷电过电压等的影响，很容易造成避雷针的老化，为此，可选用氧化锌避雷器，并将其安装于最易遭受雷击的位置，以提升去防雷效果。
2促进间隙与避雷器的配合防护
并联放电间隙绝缘与避雷器的相互配合，是10kV配电线路进行防雷保护的必然选择，并联间隙可分隔配电杆塔，产生保护间隙，此时，在雷电侵袭变压器或线路时，杆塔间的间隙可在雷电击穿时带走雷电并降低雷击过电压，减少雷击对线路的侵害；而与此同时，在配电设备或杆塔上配置避雷器，可起到良好的防雷作用，但限于技术、成本的问题，避雷器的检修、维护存在较大苦难性，只能进行选择性的安装。
结束语
10kV配电线路因归属于高压配电线路，多在野外以高空加设模式工作，很容易受到外部诸多因素的影响，而雷击作为最常见的自然现象，对于该配电线路的影响最甚，实践也验证，雷击事件是10kV 配电线路最常见的故障之一，其不仅影响着输供电及配电网的运行安全，而且还可能威胁人们的生命安全，由此，结合10kV配电线路的运行特质，以及日常维护、防雷漏洞等内外部因素，从不同视角探究雷击事故的主要成因，并采取针对性的防雷措施弥补漏洞，对于10kV配电线路的优化应用具有重要的现实意义。
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论文作者:曾易文
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/6
标签：线路论文; 防雷论文; 过电压论文; 避雷器论文; 雷电论文; 措施论文; 感应论文; 《电力设备》2018年第21期论文;