浅谈10KV线路防雷应对预防措施

防范10kV配电线路雷害的措施阐述

目前，10kV配电线路已成为配网电能分配的主力军，其供电质量和可靠性对整个电网的稳定运行具有非常重要的影响。在影响10kV配电线路供电可靠性的各种因素中，雷害是主要因素之一。有资料显示，广东地区年均雷害日超过70天，部分地区雷击引起的线路跳闸事故占10kV线路跳闸总数的80%以上。因此，针对10kV配电线路雷害状况采取有效的防范措施，不仅可以减少因雷害停电而对工农业生产所造成的直接经济损失，对保障配电设备及用户设备的安全也具有很大作用。

1 雷击对10kV配电线路的危害

1.1 雷电形成机制

雷电是一种很常见的自然现象，是大气中的带电粒子发生中和放电的结果。雷雨云是产生雷电的主要方式，尽管人们对雷雨云起电机制的认识尚未统一，但公认感应、温差和水滴破碎可以成电。雷电发生时伴有闪电和雷鸣。闪电分云闪、地闪和球闪等形式，其中危害最大的是地闪，常造成配电线路绝缘击穿、短路、断线等事故。

1.2 雷击破坏的形式

架设在空旷地带的配电线路更容易受到雷击，这是由于线路中含有大量的可导电的金属且在地面上比较突出。配电线路受到雷击的主要形式是直击雷和感应雷。直击雷是雷云直接击中线路（杆塔、导线等），并在其上产生有害的过电压；感应雷是雷击在线路附近的地面，线路受到感应而产生过电压。对于10kV配电线路而言，遭受感应雷的几率远大于直击雷，因为中压配电线路杆塔高度较低，往往受到建筑物和树木的屏蔽作用，遭受直击雷的概率较低，而一般不超过500kV的感应雷对绝缘水平较低的中、低压配电线路威胁较大。研究表明，10kV配电线路受到直击雷侵害的比例不超过20%，80%以上的雷害是感应雷。

1.3 雷击对线路的危害

雷击对配电线路所造成的危害主要有：引起线路跳闸；绝缘导线断线；诱发其他事故等。无论直击雷还是感应雷，巨大的过电压都容易造成绝缘子闪络，工频电弧发展形成短路通道后，引发保护动作而跳闸。10kV配电线路采用绝缘导线比裸导线更容易发生断线事故，其原因在于发生闪络时绝缘物质阻碍了电弧沿导线两侧发展，高温电弧只能集中在弧根附近很小范围内燃烧，再加上电位差引起的电磁推力和导线重力的共同作用，导线很快熔断。配电线路遭到雷击后会诱发其他事故，如雷电波沿线路侵入变电站，导致变压器、断路器、隔离开关及二次系统损坏；同塔双回或多回配电线路，一回线路受到雷击绝缘子被击穿后所产生的电弧容易波及其他回路，导致多回线路同时跳闸。

10kV配电线路雷击故障分析及防雷措施

摘要：雷击故障是电力系统运行中常见的故障之一，特别是在高压配电线路中更为常见。雷击故障不仅会影响电力系统的正常运行，还会对人身财产造成威胁。因此，对于雷击故障的分析和防范具有重要的意义。基于此，本文章对10kV配电线路雷击故障分析及防雷措施进行探讨，以供参考。

关键词：10kV配电线路；雷击故障；防雷措施

引言

雷电是自然界中的一种常见天气现象，其对电力系统的安全运行和设备的可靠性造成了很大的威胁。特别是在10kV配电线路中，雷击故障往往会导致线路短路、设备损坏甚至起火等严重后果，给电网的稳定供电带来了挑战。因此，对于10kV配电线路雷击故障的分析和防雷措施的研究具有重要的现实意义。

1、雷击故障的概述

雷击故障是指由于雷电的电流通过系统中的元件或设备引起的电力系统中断或损坏现象。雷电是自然界中产生的高能放电现象，它的发生会对电力系统产生严重的冲击和破坏。雷击故障在电力系统中具有不可忽视的危害性，因此了解雷击故障的定义和原理对于电力系统运行和安全具有重要意义。雷击故障对电力系统的危害主要体现在以下几个方面：雷电的高能量放电可能直接损坏设备，如变压器、断路器等，导致系统停电。雷电产生的高电压脉冲会对电力系统的绝缘系统产生强烈的冲击，降低绝缘性能，从而导致部分放电甚至击穿。雷击现象还可能引起火灾和爆炸，给人身安全带来威胁。

2、10kV配电线路雷击故障的类型

2.1直击雷击故障 直击雷击故障是指雷电直接击中配电线路导线或铁塔等设备上的现象。当雷电直接击中导线时，会导致电流瞬间增大，可能造成线路短路、设备损坏甚至引发火灾。此外，直击雷击还会产生强烈的电磁场，对周围设备产生干扰，甚至使其失效。

2.2感应雷击故障

感应雷击故障是指雷电附近产生的电磁场对于配电线路的感应作用。当雷电附近发生放电时，会产生强烈的电磁场，电磁场会感应到附近的导线上，从而产生感应电流。这种感应电流可能会引起线路短路或设备损坏。感应雷击故障的特点是雷电没有直接击中导线，但导线上依然产生了大电流。

浅谈10kV输电线路设计中防雷措施及应用

雷电是一种常见的自然现象，雷电过程中造成的过电压对输电线路影响很大，使用有效的防雷技术来确保输电线路运行安全是十分重要的。

标签：输电线路;10kV;雷击;防雷措施;设计

引言

架空输电线路是供电系统的重要组成部分，由于架空输电线路多数布局在野外环境中，故极易受到外界条件的影响和损害，环境的变化是对其安全运行影响非常大。其中主要影响因素之一就是雷击，雷击不仅仅只是造成居民商业断电，而且对线路中的元器件及电气设备损坏巨大，造成线路运行损失，因此做好架空输电线路的防雷设计是我们线路设计中非常重要的环节。

线路遭雷击原因

架空输电线路因雷击造成跳闸，具体可以分为绕击雷和直击雷，雷电流幅值也有大有小，在输电线路设计前，我们从设计的角度应先研究当地地形以及雷击特点，以便有针对性的进行线路的防雷设计。在线路运行期间最容易受到雷击的是避雷保护线路的保护角度过大以及杆塔接地系统的电阻过高的线路。以下是几种常见的线路遭雷击原因：

（1）杆塔存在隐患

部分配电线路中为施工方便，没有采用独立的接地系统，而直接使用水泥电杆内部的钢筋进行接地，一旦雷击造成大电流经过电杆内部钢筋时，容易造成该水泥电杆开裂造成其损坏。

（2）安全预防措施严重不足

部分架空输电线路在施工设计时没有考虑相关规范安装防雷设施，也没有根据现场的地形特点采用相对应的防雷安全措施。

（3）配电线路电线存在问题

部分输电线路的保护角过大对绕过雷击不利，譬如一部分多雷电区域的输电线路就很难满足220kV及以上输电线路的避雷线保护角不得大于20°的规定。

当前在输电线路常用的防雷保护措施有以下几种：安装避雷线、降低输电杆塔的接地电阻、选用自动合闸设备、安装耦合地线和采用不平衡的绝缘系统等。

输电线路中的防雷策略设计：设计输电线路的防雷策略时，要考虑很多综合

因素，从多个角度、根据具体情况融入土质、电阻、地形、地域、线路等各种因素以全方位地进行线路的设计规划。

10kV配网线路防雷措施

雷云击中杆塔、电力装置等物体时，强大的雷电流流过该物体泻入大地，在该物体上产生很高的电压降称为直击雷过电压。由于线路的引雷特性，当雷击点与线路的最近距离小于65m时，雷电直击线路概率较大[1]。雷电直击配电线路可产生远高于线路绝缘水平的过电压，通常会导致设备损坏。

（二）感应雷过电压

当雷电击线路附近的大地时，导线上由于电磁感应产生过电压称为感应雷过电压。配网线路中，感应过电压故障一般占雷击故障的 80% 以上[1]。根据实测数据，感应过电压峰值一般可达300kV-400kV[2] 。

在开阔地区，配电线路遭受直击雷概率增加;附近有高耸建筑物、构筑物或高大树木屏蔽，遭受直击雷的概率大幅下降，遭受感应过电压的概率增大。

二、配网典型雷害

（一）雷击跳闸

目前10kV线路通常设置了零序保护，雷击线路发生闪络后电弧持续燃烧，线路上采集到零序电流，将导致线路跳闸。

对于同杆架设的多回配电线路，在雷电直击或较高感应过电压的作用下，容易发生多回线路同跳故障。此外，由于各回路间距离较小，若雷击闪络后工频续流较大，持续的接地电弧将使空气发生热游离和光游离，同样会导致多回短路故障和同时跳闸。

（二）线路故障

1.配电线路雷击断线 线路使用绝缘导线，雷击造成单相闪络或相间短路时，绝缘击穿最易发生在靠近绝缘子的位置，被击穿的绝缘层呈针孔状，并靠近绝缘子两侧特别是负荷侧。工频短路电流的电弧弧根受周围绝缘层阻隔，固定在击穿点燃烧，在较短时间内烧断导线。而当线路采用裸导线时，电弧在电磁力的作用下，高温弧根沿导线表面不断滑移，直至电弧熄灭，不会集中在某一点燃弧，因此不会严重烧伤导线，通常在工频续流烧断导线或损坏绝缘子之前，就会引起断路器动作切断电弧，因此，裸导线的雷击断线故障率明显低于绝缘导线。由于绝缘导线易断线，宜采取雷击断线保护措施，可采取加强绝缘(如采用柱式绝缘子)、装设架空地线及安装线路避雷器(无间隙、带间隙)等堵塞式防雷措施，或安装防弧金具(剥线型、穿刺型)、放电钳位绝缘子(剥线型、穿刺型)、长闪络路径熄弧装置等疏导式防雷措施。