10kV配网架空绝缘线路防雷措施

摘要：在国内电力线路中,10kV配网架空线路属于相对重要的部分,其运行安全性对于整个配电网的稳定性均会起到重要影响,为此,需要经由全面方案的设计来维护架空线路的运行安全,促使其能够发挥出实际价值。在对架空线路进行保护设计的环节中,关注的基础内容包括防水、防泄漏等。而此外架空线路还涉及到防雷设计,其原因在于,从近年来架空线路出现故障的原因分析来看,雷击属于危害性较为严重的自然因素之一,为此,需要在线路设计上融入有效的防雷设计,保障整个线路能够规避雷击风险。

关键词：10kV；配网架空；绝缘线路；防雷措施 一、10kV配网线路雷电隐患分析

（一）10kV配电线路设备不符合规定的情况

现阶段，10kV配电网线路上的铁棒和开关依旧存在着安装不符合相关标准的情况。每年都会出现许多不可修复的焊接问题，导致配电线路非常容易受到雷击。安装在10kV配网线路上的避雷器质量不过硬，使用一段时间便会失去作用，很难真正起到避雷效果。

（二）线路自身的原因

10kV配网架空线路的临近位置会分布着众多的其他线路,处于一个线路相对集中的空间中,而这种空间本身就已经具备了对雷的吸引力。与其他电路的防雷技术进行对比,10kV配网架空线路显然还不够完善,更容易受到雷击。10kV配网架空线路的自身因素属于引发雷击的主要因素,而这一点在一定程度上也可理解为是可控制因素,为此,有必要在防雷技术上进一步提升。

（三）10kV配电线路绝缘子的耐压性能较低

10kV配电线路的针形绝缘子的电阻线跨度要更大，在遇到雷电等情况下具备了更好的防护效果。但是，此类针形绝缘子也有着一定的不足，当此类绝缘子内部发生故障时，此类绝缘子依旧可以正常运行，这就导致工作人员在检查过程中很难发现其故障原因，没有办法第一时间找出因雷击而损坏的地方。

二、雷击断线机理分析

由于现阶段我国10kV配电线路系统为单相线圈接地系统，在配电线路绝缘单相接地时，可最大化补偿因直流过大电弧单相接地金属短路的电流损失，单相接地导线短路放电故障一般不会断线。同时当二相或三相之间通过电压闪络而形成金属性质的放电通道时，会引起数千安培的工频电流，电弧单相接地时的能量将随之迅速增加。

当线路的绝缘子遭受不同的雷击时，雷电的移动通过击穿电压不仅直接引发绝缘子快速闪络，也会直接击穿绝缘子的绝缘层。而且在直接击穿点附近的一些绝缘物，阻碍了整个工频线路电弧沿工频线路闪络导线向两侧移动。因而，电弧通常只能在直接击穿点处继续燃烧。高达数千安培的工频电弧（kA/ms的能量等级）中所产生的热量主要都集中在未被击穿的点上，并在供电断路器设备开始跳闸之前，很快将绝缘导线全部熔化并切断。闪络线路的熔断点位置通常是在绝缘闪络导线的两侧，即绝缘子两端10～30cm范围内，此处的能量密度分布最薄弱。

当雷击电流作用于线路绝缘子时，绝缘子的闪络频率取决于线路过电压平均值和额定线路电弧绝缘值的水平，电弧冲击产生的损坏几率通常取决于多个线路参数，即额外设定线路过电压u2、闪络路径L、雷冲击电弧发生的起始时刻、雷冲击电流的密度大小和额定线路绝缘参数等。

三、10kV配电线路防雷具体措施 （一）优化引雷装置

在10kV配网架空绝缘线路中直接安装避雷装置,促使其一端能够与10kV配网架空绝缘线路进行连接,另一端能够与地面进行连接,此种形式可有效的避免雷电直接经过避雷装置,后经由接地线引入到地表,避免雷电对10kV配网架空绝缘

线路造成损害。但值得注意的是,此种引雷装置的优化处理也存在着一定的问题,例如,将防护装置直接安装到线路上,防护装置在受到雷击后极有可能出现短路的情况,而装置的短路将会影响到正常传输10kV配网架空绝缘线路的电能,为此,这一点也应该作为后期继续改进的方向之一。

（二）疏导型防雷设备措施

疏导式方法的思路是允许架空绝缘线路有一定的雷击闪络概率，但要设法把雷击闪络后产生的工频续流电弧进行疏导，达到保护导线免于电弧烧伤断线的目的。在疏导式防护方法中，需要通过系统计算分析来确定两个关键参数:一是沿配电线路分布的短路电流幅值，短路电流幅值与系统继电保护时间共同决定着防护产品承受工频短路电流热效应能力要求、疏导工频续流电弧运动并耐受工频续流电弧烧灼能力要求;二是线路遭受雷击闪络概率，它决定着防护产品全寿命期间预期的动作次数，即耐受工频续流电弧烧灼次数。因此，疏导型设备一般选择最大短路电流幅值和最大继电保护时间作为技术参数设置条件，同时还应考虑选择最小短路电流幅值(线路末端发生短路故障)[1]。

疏导型防雷设备国内各地区应用比较多，应用比较成熟，使用量最大的是剥线型和穿刺型的放电嵌位防雷绝缘子(防弧金具原理与防雷绝缘子相同，不再单独表述)。穿刺型施工相对简单，但绝缘导线上很多穿刺不到位、大电弧耐受不行，实际应用问题较多;相对比较可靠的是剥线型放电嵌位防雷绝缘子，但施工比穿刺型复杂。

值得注意的是，很多防雷技术只考虑直线杆塔，对于耐张杆塔考虑较少。而耐张杆处绝缘导线雷击断线现象却时常发生。

耐张绝缘子处绝缘导线雷击断线的机理与直线杆的情况是一致的，目前已有疏导工频续流电弧的带间隙耐张棒型悬式防雷绝缘子设备在华东、华南地区应用。

疏导式方法实施简单，成本较低，不能降低线路的雷击跳闸次数，但能提高重合闸成功概率。近几年，市场上出现了一种多腔室间隙新疏导型防雷设备。多腔室间隙也是一种线路防雷保护装置，由多腔室间隙本体和外串联间隙两部分组成，与线路绝缘子(串)并联安装。与并联间隙防雷装置相比，多腔室间隙的最大

优点在于具有熄灭系统工频续流电弧能力，雷击造成线路绝缘闪络并建弧后系统不跳闸。但该设备制作工艺及后期维护较复杂，设备本体0.5mm左右的吹弧口极易受环境影响堵塞或灼烧粘连，实际使用可靠性还有待验证。

（三）采用不平衡绝缘

随着配电线路的逐步完善，线路占用问题越来越突出。为了最大程度提高铁塔的运转效率，在部分高压线上采用了同级双回线路施工。配电线路遭受雷击时，必须在一般放电防雷保护措施不能完全满足双回同时放电跳闸的基础上，考虑是否采用不影响平衡的电绝缘。也就是说，由于两个电路中复合绝缘子的总数不同，可以同时降低停电率，保证连续配电。当雷击配电网线路时，绝缘子片数较少的电路先闪，闪后电缆起到地线的作用，提高了耦合的实际效果。随着抗雷击工作能力的提高，将不再出现短路故障情况，配电网线路又可以稳定工作。

（四）架设避雷线

避雷线的架设是输配电线路防雷工作中比较有效的手段之一,避雷线可有效的避免雷电直接电击线路。同时还具备经由分流来减少雷电流流经杆塔;基于导线的耦合作用控制线路电压;对线路起到屏蔽作用等。这些作用的发挥能够有效降低线路的感应过电压,从而达到降低雷击风险的效果。

三、结论

10kV配网线路在电网设备中由于自身和其他来自外界各种因素的相互影响，雷击事故的发生几率比较高，在产生事故后，不仅会对原本的电网设备以及供电线路产生较为严重的破坏，甚至还会对电网路线的正常供电产生不良影响，给居民的日常生活带来不便，对我国经济发展同样会造成严重影响。因此，需要提升对10kV配网线路防雷保护措施的重视程度，合理安排避雷器，有效减少电网线路因雷击造成破坏从而引起的电网线路跳闸，有效降低配网线路雷击事故发生的次数。

参考文献：

[1]李路.10kV配网架空绝缘线路防雷措施组合应用[J].产城（上半月），2020(11):26.

[2]黄松涛.探讨如何做好10kV配网线路的防雷工作[J].低碳世界，2020(12):59-60.

[3]张士勇.10kV高压配电线路防雷现状及措施探讨[J].电子乐园，2020(7):378.