10kV架空配电线路的防雷措施

10kV架空配电线路的防雷措施

林相彬

云南建源电力设计有限公司 云南 昆明 650000

摘要：雷电是一种常见的自然现象，也是10kV配电线路故障的主要原因。10kV配电线路的绝缘等级对配电网用户的用电安全和质量有很大影响。因此，要提高10kV配电系统的整体质量，首先要做好10kV配电线路的防雷工作，采取全方位、多层次的有效防雷措施。只有这样才能满足群众的用电需求，尽可能降低雷击风险。

关键词：10kV；架空配电线路；防雷

110kV配电线路防雷措施中的问题

1.1设计安全性缺乏合理性

目前10kV配电线路雷击事故频发，其中很大一部分原因是配电线路设计安装不合理。配电线路设计中的防雷设计大多是按照最基本的标准进行的，不考虑当地地质条件和气候条件。

1.2防雷设备不足

为了省钱，一些电力部门往往使用普通避雷器。虽然具有一定的防雷功能，但防雷效率却有不同程度的降低。许多电力部门在敷设10kV高等级配电线路时，提前设置安装数量。因此，避雷器数量不多，无法达到相应的防雷效果。

1.3配电线路本身不可避免的问题

通过大量实践，发现10kV配电线路雷击的原因之一是配电线路本身造成的。由于配电线路存在架空线路、接地电阻等问题，无法完全消除，线路会受到雷电的冲击。

1.4设备维护管理不到位

10kV配电线路及相关防雷设备安装后不正常。定期进行巡检，及时处理相关故障，确保设备正常运行。目前，国内大部分电力企业都采用手工管理的方式进行配电线路管理。在一些偏远地区，线路管理难以达到标准要求，导致线路隐患难以及时检测，从而给线路运行造成安全隐患。此外，不少员工的专业技能不高，对工作缺乏强烈的责任感，无法及时发现线路中的磨损、老化、断股等问题，因此，线路故障经常发生。

210k V架空配电线路防雷措施具体方案

2.1绝缘位置

10kV配电线路雷击跳闸事故的主要原因是绝缘等级不够，因此应从绝缘水平提高线路的防雷等级。在分析大量10kV配电线路的基础上，提高绝缘水平的途径有：提高冲击电压绝缘子的耐受性，在绝缘配置上采用不平衡模式，增加绝缘塔头或横臂的使用。

与针式绝缘子相比，前者远低于后者。在我国一些地区，10kV配电线路直塔采用瓷横臂绝缘子。实践结果表明，瓷横臂绝缘子在配电线路上的应用，能有效地降低雷击后跳闸率。结果表明，增加绝缘子长度可以提高防雷等级。

不平衡绝缘可降低同塔多回电网同时跳闸的概率。事实上，感应闪电是造成同塔10kV双回路配电线路雷击跳闸的主要因素。全线一个绝缘子发生绝缘闪络后，线路单相接地。与架空地线单相导线相比，感应电压相对中和一部分，降低了其他导线的感应电压，提高了全线的防雷性能。

2.2避雷器

降低10kV配电线路故障频率的方法是安装线路避雷器。避雷器、线路避雷器、电站避雷器属于10kV配电避雷器的分类。根据配电避雷器的不同结构，可分为间隙避雷器和无隙避雷器。

感应电压会导致避雷器在安装相导线后相应动作，导致电流进入地面，导线与导线有耦合效应。耦合电压可以降低绝缘子两端的电压，从而提高防雷性能。其主要原因是周围相导体产生的感应，使过电压重叠。这些原理都是基于避雷器的动作特性。

由于10kV配电线路的特点，线路短路后会发生线路调整事故。因此，在理论上出现了基于单相避雷器的0感应跳闸率安装现象。

2.3控制塔接地电阻。

塔的接地电阻直接影响供电系统的安全、稳定和防雷效果。如果接地电阻大于规定值，则容易发生闪络故障，影响系统安全。因此，在塔架施工前，需要了解塔楼附近土壤pH值和土壤年腐蚀程度的基本情况，并测量土壤电阻率。通过外部接地、增加接地面积、采用gpf-94高效膨润土减阻剂控制雷电跳闸率，降低接地电阻，提高供电系统的防雷效果。检修人员应定期用兆欧表测量10kV架空配电线路杆塔接地电阻值，判断接地电阻是否合格，保证线路正常运行。

2.4 做好配电设备的防雷保护

配电设备防雷时，可在配电盘低压侧两侧安装避雷器，与高压侧避雷器、变压器外壳、低压侧中性点连接，从而形成四分共用一处的现象。在这种情况下，接地电阻必须满足其中规定的配电变压器的电阻容量，即100kVA及以上的配电变压器小于4Ω。在柱上开关的防雷措施方面，为满足电网运行的需要，将在电网内进行柱上开关和刀闸的安装，使配电网的运行方式更加灵活。

值得注意的是，这些防雷设备和防雷措施多次没有得到有效应用。在许多情况下，只有开关的一侧装有避雷器，但当开关断开时，雷电波会被充分反射，从而对设备开关造成严重损坏。在这种情况下，需要对设备中的开关进行保护，并在两侧安装避雷器，以便对开关进行有效保护。

电缆分支箱的防雷一般采用避雷器。在安装过程中，整个电路中的每个单元都可以安装避雷器，但会增加成本，降低系统的可靠性。此外，避雷器的安装可在环网单元内进行。

2.5其他防雷措施

在10kV架空配电线路防雷措施配置方案中，还设置了保护间隙、降低接地电阻和设置防雷线路。保护间隙是一对金属球电极平行于绝缘体旁边。当间隙距离由试验确定时，绝缘子应在雷电冲击50%时形成高于间隙放电的绝缘子串放电电压。在线路正常运行的基础上，保护间隙会处于工频电场中，但由于电场强度的影响，不会形成气隙击穿状态，不会影响线路的正常运行。

根据10kV配电线路的特点，引起跳闸的主要因素是感应雷。因此，在10kV配电线路防雷措施中采用降低接地电阻的形式，不会产生良好的防雷效果。但是，降低接地电阻可以促进雷击电流冲击波的损失，避免雷击冲击波对配电设施的破坏。同时，为降低10kV配电线路的接地电阻，雷击接地时可采用杆塔电位，避免雷击波产生，对地反击后破坏配电线路。

它也是基于避雷线，大大提高了防雷水平。广泛应用于110kV及以上的高压输电线路。目前，在10kV配电线路中使用避雷器架的案例很少。

结语

由于雷电天气发生的可能性，以及防雷设计和改造受到诸多因素的限制，雷击跳闸率只能降低到可接受的范围。通过本文的分析，得出以下结论。

根据地面闪电和热点图，闪电断层的发生与年平均雷暴日数和闪电密度密切相关。从地理环境看，北部多为丘陵区，架空线路多设置在地势较高的地区；南部为沿海地区，地势平坦开阔，设备腐蚀程度高，污染程度高，均易发生雷击。中部地区主要是中心城区，电缆率高，建筑物高大，防雷效果明显，因此中部和北部地区雷击故障次数减少。

要有合理的防雷措施，就要根据线路的重要性、地形地貌、改造难度、运营年限、工程造价、维修难度和线路条件，通过多角度、多维度、差异化的思路进行差异化改造；架空线路的防雷应与各种防雷措施相结合，相互补充。同时，要遵循简单可靠、技术经济的原则，尽量减少雷击断线、绝缘子损坏、多相短路接地或同杆多回路同时跳闸；通过合理的绝缘配置和适当的防雷措施，尽可能降低雷击跳闸率；防雷原理是能够承受大部分雷电感应过电压和部分直击雷过电压。

参考文献

[1]山区10kV架空配电线路防雷措施及其改进[J]. 叶运涛. 科技资讯. 2019(36)

[2]架空配电线路和电缆线路运行中的常见故障及防范措施[J]. 陈伯东. 科技资讯. 2020(21)

[3]10kV架空配电线路故障原因与对策[J]. 吴健,袁丽娜,施皓天. 集成电路应用. 2020(10)

[4]110kV架空配电线路工程设计分析[J]. 李佳雨. 现代物业(中旬刊). 2018(12)

[5]架空配电线路雷击分析与防治措施[J]. 刘晓庄. 技术与市场. 2018(10)

[6]架空配电线路的防灾减灾技术[J]. 唐黎标. 防灾博览. 2018(05)