浅谈10kV输电线路设计中防雷措施及应用

论述１　０ｋＶ线路防雷运行改造的措施　

蒋君伟　

（国网四川省电力公司华蓥市供电分公司　四川华蓥４０９８００）　

摘要：雷电是自然界的一种常见现象，其中蕴含着巨大能量。但限于现如今科技发展水平的制约，雷电不但不能为人类所运用，　

更会对生产生活造成　定影响，尤其在电力系统中的危害最为严重。由于近现代的生产生活多依赖于电气，而雷电对电网有着难以估　

量的威胁，轻则导致大面积断电，重则危及广大人民群众的生命财产安全，阻挠国民经济正常发展。因此，对于１０ｋＶ线路防雷运行改　

造研究具有重要的意义。　

关键词：线路防雷；运行改造；措施　

中图分类号：ＴＭ８６２　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００４—７３４４（２０１３）１９—０１５８—０２　

ｌ输电线路的雷击事故　

雷击输电线路的后果：雷电是自然界中常见的一种气体放电现象，　

根据雷电大小、距离、雷电所击方式等，在不同情况下短时间内放电电流　

达５－５００ｋＡ。发生短路接地故障：雷电波侵入变电所。破坏设备绝缘，造　

成停电事故。我国跳闸率较高地区的高压线路由雷击引起的跳闸次数约　占总数的４０～７０％。多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地区，雷击事故率更　

高。日本５０％以上电力系统事故是由于雷击输电线路引起的，雷击经常　

引起双回同时停电，２０～３０％的输电线路故障发生在双回输电线路美国、　

前苏联等１２个国家的电压为２７５～５００ｋＶ，总长为３２７００ｋｍ输电线路连　续３年的运行资料显示，雷害事故占总事故的６０％。　

２　１０ｋＶ配电线路防雷保护措施　

２．１提高线路绝缘水平。降低１０ｋＶ配电线路闪络概率　

当线路配电网绝缘处于较低水平时候，同时电路会产生感应雷过电　压，这种感应雷过电压产生的主要是由雷电活动导致的，因此雷电活动　

对于线路特别是对于线路绝缘子闪络有着很大的影响。而且很多情况　

Ｆ，再输配电线路架设过程中，为了达到节约线路的目的往往采用同塔　

多回路技术，好多时候杆塔架设虽然大大降低了线路的长度，降低了架　设成本，提高了企业的经济效益，但是却直接导致了线路之间的电气距　

10kV架空配电线路防雷措施

摘要：针对10KV架空配电线路常发生雷击断线事故，从而进行防范措施探讨，以求提高10KV配电网安全运行水平。目前10KV架空配电线路上，现在都已广泛地应用了绝缘导线。可以说，配电网架空导线的绝缘化，已是一项成熟的技术。

但是，绝缘导线在应用过程中，也出现了一些新的问题。其中，最为突出的问题，是遭受雷击时，容易发生断线事故。据有关资料的统计，南昌经开区2008至2009年两年内，一个30平方公里的供电区域内，雷击断线事故与雷击跳闸事故约为35次，直接损失电量约为30万千瓦时，严重降低了供电可靠性，给社会带来了不良的效果。这两年里雷击断线事故率占76.2%。

以上一些统计资料表明：雷击断线事故，是应用绝缘导线中最突出的一个严重问题，这引起我们的广泛注意，并积极开展对等试验研究工作，并找到许多有效的防范措施。

一、雷击断线与跳闸机理

1电弧放电规律

① 电网雷电过电压闪络，亦即大气压或高于大气压中大电流放电，为电弧放电形式。

② 雷电过电压闪络时，瞬间电弧电流很大、但时间很短。

③ 当雷电过电压闪络，特别是在两相或三相（不一定是在同一电杆上）之间闪络而形成金属性短路通道，引起数千安培工频续流，电弧能量将骤增。

2 架空绝缘导线断线

当雷击架空绝缘线路产生巨大雷电过电压，当它超过导线绝缘层的耐压水平时（一般大于139KV）就会沿导线寻找电场最薄弱点将导线的绝缘层击穿（通常在绝缘子两端30公分范围内），形成针孔大小的击穿点，然后对绝缘子沿面放电形成闪络，最后工频电弧向绝缘子根部的金属发展后形成金属性短路通道，工频电弧固定在一点燃烧后熔断导线。

3 架空裸导线的断线率低但跳闸事故频繁

当雷击架空裸导线产生巨大雷电过电压时，就会沿导线寻找电场最薄弱点的绝缘子沿面放电形成闪络，最后工频电弧向绝缘子根部的金属发展后形成金属性短路通道，引发线路跳闸事故。由于接续的工频短路电流电弧在电磁力的作用下沿着导线向背离电源方向移动，一般不会烧断导线。 二、灭弧方法

关于10kV配电线路的防雷与接地技术

摘要：随着社会经济的快速发展，电力已经与人们的生活紧密联系在一起，不仅进入人们的生活，而且影响着人们的工作和学习，因此供电的安全可靠性直接影响着人们的正常生活。因此，人们对电力系统的稳定性和安全性提出了更高的要求。10kV配电线路不仅绝缘等级低，而且网络结构复杂，因此比较容易发生雷击事故，严重威胁供电系统的可靠性。如果配电网的安全得不到保障，将危及居民的财产甚至生命安全。因此，研究10kV配电线路中防雷存在的问题和安全隐患，并且获得解决的措施，这对于安全用电是很有必要的。

关键词：10kV配电线路；防雷；接地技术

一、10kV配电线路防雷分析

1.10kV配电线路受雷分析

表1为某地线路的基本情况统计表。表2为该地2013年因受到雷害事故而造成停电的时间统计表

表1某地线路基本情况统计表

表2该地2013年因受到雷害事故停电时间统计表

从表1~2可以看出，雷击事故对电力系统的危害很大。其中，对配电线路造成损害的雷击事故只有两种形式，即感应雷击和直接雷击。由于10kV配电线路不仅绝缘等级低，而且电网结构复杂，配电线路之间没有耦合接地线、避雷器、线路避雷器等保护措施。因此，不能有效地保护直击雷击的危害。直击雷击可直接击中10kV配电线路，且具有较大的电流和电压，破坏性极大，一旦击中配电线路，则100%会跳闸。根据数据显示，10kV配电线路的雷电事故中，90％以上的情况是感应雷事故，所以，直击雷事故的发生概率还是相对来说比较低的。所以，10kV配电线路主要还是需要针对感应雷过电压进行防护。

2.10kV配电线路设备防雷分析

2.110kV配电线路配电变压器防雷分析

逆变器电压是由配电变压器中心高压端的入波和低压电磁感应产生的。高压端子输入波的幅值、电阻、变比和电流波长都会影响逆变器过电压。如果逆变换电压的值比配电变压器绝缘的耐压值高的话，配电变压器的绝缘中性点就会被击穿。所以，需要在高压端安装一个氧化锌避雷器对10kV配电线路的配电变压器进行保护。避雷器的安装不仅要紧挨着变压器，而且其低压中性点、避雷器的接地线和变压器的金属外壳都要同时接地。配电变压器的接地电阻的选择是要根据标准进行的，以配电变压器的容量为参照，当配电变压器的容量小于100kVA时，选择的接地电阻应该小于10Ω；当配电变压器的容量大于100kVA时，选择的接地电阻应该小于4Ω。 在为保护电气设备和出线电能表而安装避雷器时，避雷器应安装在出线的正前方。安装避雷器保护变压器时，应安装在低压主保险丝的前面。由于带低压漏电保护器的配电变压器的中性线不能多次接地，因此应在保护器前面加装低压避雷器。

10kV配电架空线路避雷措施

摘要：城乡电网主要为10kV架空配电线路，该线路途径存在着复杂的地理环境，且处于较低的绝缘水平，因雷击造成事故而跳闸的概率较高，在配置架空配电线路时，需实施良好的防雷措施。依据运行线路的实际配置中，改善防雷配置措施，可对配电线路的雷击跳闸率进行有效控制，避免因雷击影响而对10kV架空配电线路造成损伤，保证日常生活中人们的安全用电。

关键词：10kV架空；配电线路；防雷措施

在雷电影响下，配电线路周围有磁场产生，线路上连接的设备出现放电效应，就必然会导致线路损坏。雷电是客观存在的，无法抗拒，为了避免10kV配电线路运行受到雷电的影响，就要针对10kV配电架空线路雷害事故进行分析并采取有效的防雷，确保10kV配电线路安全稳定运行。

1 雷电的破坏

在10kV线路的布设过程中，主要采用架空线的方式。有一些线路处于郊区或是野外很容易成为雷电袭击的对象。经过统计，我们发现在配电线路上出现电压超出85%的过电压数量，其中15%的原因都是由于雷电导致的。

1.1 雷电感应。天空中的带电云层和与大地之间产生的巨大静电场。在雷击作用下出现大范围的电力释放，当正负电荷与附近地面中的导体、电力线路以及金属设备相接时，就会产生束缚电荷。由于无法快速疏散电荷而形成了感应过电压。尤其是当雷击放电与输电线路相交时这种感应器过电压的数值可达到数百千伏，瞬间导致整个电力网络中的线路由于电流和电压过大出现绝缘闪络的现象，进而影响到整条线路上的所有连接的电气设备受到破坏。

1.2 直接雷击。当雷电直接击打在架空电线路或是与建筑物接触时，强大的雷电所造成的电波会沿着输电线路直接进到建筑内部。同时高电位以及闪络放电的原因造成室内电气设备的损坏。雷电生成的电流值和电压数值非常高，低则几万伏瞬间电压值可达到几百万伏。而且它出现的时间非常短暂，短时间所释放出的巨大能量从功率角度来看具有强大的破坏力。

2 10kV架空配电线路防雷措施 雷击事故主要是影响10KV架空配电线路供电可靠性的主要因素。为防止雷击事故，可采取以下措施。