10kv 配电线路防雷改造探索

10kv 配电线路防雷改造探索

黄芳奇

国网福建南安市供电有限公司水头供电所 福建省南安市 362300

摘要:在电力系统的运行过程中，任何形式的配电线路都会遭受自然现象的影响，对于10 kV配电线路的日常运行也同样如此。这主要是因为线路基本上都是直接与外界环境接触，很容易受到自然环境的影响，那么在雷雨天气就很有可能发生雷击现象，直接导致线路运行异常，严重者还会发生安全问题，带来巨大的经济损失。因此，本文在分析10 kV配电线路发生雷击现象的主要原因基础上，提出了经济、适用的改造方案。

关键词：10kv配电线路；防雷改造

1 10 kV配电线路安装防雷装置的重要性

在电力系统的运行过程中，任何形式的配电线路都会遭受自然现象的影响，对于10 kV配电线路的日常运行也同样如此。这主要是因为线路基本上都是直接与外界环境接触，很容易受到自然环境的影响，那么在雷雨天气就很有可能发生雷击现象，直接导致线路运行异常，严重者还会发生安全问题，带来巨大的经济损失。10 kV配电线路一直处于运输电能的状态，在正常情况下它运输电能的性能比较好，但是如果在雷雨的恶劣天气，配电线路遭受雷击，很大可能引起线路故障，或者是引发配电电线路中的工作设备起火燃烧。此外，由于电线在传输电能时传送的速度比较快，一部分线路燃烧就会瞬间造成大部分的线路损坏，更甚者会引起爆炸事件的发生，严重影响电力系统的稳定运行。因此，需在10 kV配电线路中安装防雷装置，以减少雷击事件的发生。这不仅确保电力系统的稳定运行，而且能避免引起重大的经济损失。

2 10 kV配电线路发生雷击现象的主要原因分析

2.1缺少避雷装置

根据调查发现，发生雷击现象的10 kV配电线路，大部分是因为没有安装防雷装置。不安装防雷装置的主要原因是一部分企业在线路施工建设中为了降低施工成本，没有把安装防雷装置添加到施工设计中。此外，还有一部分的建设单位，同样是为了减少成本开支，就把多条电线路同时连接在一个防雷装置上。这样看似线路安装了防雷装置，但是防雷的效果非常微弱，还是同样会造成雷击现象的发生。

2.2缺乏防雷装置的维护意识

在一部分10 kV配电线路，虽然工作人员按照规范标准对其安装了防雷装置，但是在日常的工作中，对防雷装置不够重视，没有进行有效的维护。这就容易造成防雷设施无法正常发挥其功能。如果防雷装置长期得不到养护，就会大大缩减其使用寿命，并且在使用过程中不能完全发挥防雷作用。由此可见，要想确保配电线路的正常运行，不但要重视对电力传输设备的维护，还需要对防雷装置进行定期维护，只有共同作用，才能确保配电线路的正常运行。

2.3线路设计及安装不够合理

对于10 kV配电线路，即便施工过程中及时按照规定的标准规范安装防雷设备，也并不是一劳永逸。这主要是因为配电线路本身的设计安装，同样会对防雷设备的效果产生影响。通常，要根据不同地区的地理环境、气候条件对10 kV配电线路进行设计和安装，以发挥它的最大作用。然而对于防雷装置的安装，大部分电力企业都没有加以合理的设计，没有根据不同地区在地理位置和气候条件上的差异，有所不同^[1]。这样就使得防雷设备的安装可能与当地的环境并不匹配，那么一旦遇到雷电天气，防雷装置就无法充分发挥它的作用，也会给配电线路造成危害。

3 10kV配电线路常用的防雷方式

3.1对线路加装避雷针

避雷针按照其演变和完善的历史，其可以分为放电间隙、管型避雷器、普通阀式避雷器、磁吹避雷器、金属氧化物避雷器等。当前，比较广泛使用的是金属氧化物避雷器，其主要成分是氧化锌，能够有效降低绝缘导线雷击击断的概率，但在这个过程中，也暴露出来比较多的问题：①避雷器的保护范围相对较小，通常只能安装避雷器的一级杆塔来提供防雷保护。②氧化锌避雷器在长期工频电压下工作，进一步加速了避雷器的老化问题。③避雷器的使用和维护成本相对较高。④很多避雷器在发生故障之后，往往从外观上难以分辨，这进一步加大了故障的排除难度。总体来说，通过氧化锌避雷器的使用，能够有效截断工频续流，还可以进一步限制线路雷击的过电压现象。此外，其每个杆塔安装投资的成本也相对较大，需要长期承受工频电压，这非常容易造成阀片老化现象的产生^[2]。

3.2架设避雷针

通过在电力线路上架设避雷线，能够有效起到对电力线路屏蔽和保护的作用。此外，避雷线也可以直接防止雷击破坏线路情况的发生。避雷线的工作原理大部分是一样的，但架设的位置往往差别较大。由于架设避雷线的成本相对较高，主要应用在35kV等级线路当中，在架空配电线路当中的应用还往往比较少，在一些重要线路当中才会使用避雷线路。

3.3提升线路的绝缘水平

为了有效提升线路的绝缘水平，可以采取以下的一些措施：①通过提升绝缘子的耐雷电冲击能力，来提升线路的绝缘水平。当前，常用的绝缘子材质主要有瓷绝缘子、玻璃绝缘子和复合材料绝缘子。②通过增大电弧爬距，来降低建弧率。由于雷电引起的工频续流会由于电弧爬距过大而导致无法建弧情况的发生，很容易导致雷击引起跳闸事故的发生。③采用绝缘横代来取代常用的铁横担。通过对瓷横担、复合绝缘横担、玻璃钢横担的使用，可以有效提升线路的绝缘程度。为了进一步提升线路的绝缘水平，可以在同塔多回线路不平衡绝缘设计过程中，采用绝缘水平布置，直接在线路中增加一回耐张的绝缘子片，或者在配网线路当中安装绝缘横担或者将瓷绝缘子更换为硅橡胶绝缘横担，进一步提升线路的绝缘水平，这种方式的防雷效果最好。

3.4进一步降低杆塔的接地电阻

通过对杆塔接地电阻大小的合理设置，可以起到有效的防雷击的效果。一旦雷电击中塔顶或者避雷线，如果线路的接地电阻过大，就会导致塔顶的电位急剧增加。当雷电反击电压超过架空线路的绝缘放电电压，就容易直接导致沿绝缘子在横担后者塔顶发生闪络的现象^[3]。对于已经建成的10kV架空配电线路来说，塔顶高度、杆塔材质和杆塔的电阻都是固定值，其接地电阻主要由塔顶电位决定。在10kV架空配电线路当中，杆塔经常会采用自然接地的形式，土壤的电阻率高低对杆塔接地电阻有着非常直接的影响。

3.5采用不平衡绝缘手段

为了满足防雷设计要求，可以采用不平衡绝缘手段，可以有效减少线路遭受雷击的跳闸事故，保证输电的平稳性。其工作原理是让线路的绝缘子串片的数量保持不一致，在遭受到雷击后，串片少的回路会首先发生闪络，让闪络之后的导线看成是底线，从而可以有效提高线路的耦合作用，让回路的抗雷效果得到明显的提升，可以始终保持一个回路进行供电^[4]。

3.6有效降低杆塔的接地电阻

对于土壤电阻相对较高的地区，可以采用扩大接地网面积、爆破接地、使用降阻剂、延长接地极、外引接地、采用多根放射形接地等措施，来降低接地电阻，但其施工成本往往比较高。为了有效解决这个问题，对于土壤电阻率比较高的地区，可以通过采用混凝土杆、铁塔等基础设施，来满足降低自然接地电阻的要求。

结束语

10 kV配电线路属于高压配电线路，不仅运行的电压较高，而且输电量非常大，关系着民生经济。因此，加强对防雷设备的安装是非常有必要的。对于电力企业，要充分认识到防雷装置安装的重要性，并进行合理的安装，加强日常的维护工作，避免雷击事件的发生。

参考文献

[1]陈云林，葛维标，闫文奕.配电线路防雷措施研究及新型线路避雷器的运用[J].电瓷避雷器，2016，（6）：76-80.

[2]罗婧.实例研究10 kV配电线路防雷现状、问题及对策[J].电子世界，2017，（1）：129，131.

[3]郭建文.10 kV配电网存在的问题及线路安全运行的管理方法[J].中国电业（技术版），2013，（1）：67-69.

[4]邓雁.基于10 kV及以下配电线路的运行维护及检修的分析[J].通讯世界，2017，（18）：131-132.