10kV配电线路防雷

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。

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。

广东科技２０１２．１１．第２１期10kV配电线路防雷水平及提高方法分析

罗旭刚

（广西电网公司柳州供电局）

110kV配电线路雷击过电压的主要形式和特征

（1）10kV配电线路雷击过电压的主要形式有两种，分别为：

①直击雷过电压，即天上的雷云直接击在一些电力装置

上，有强大的雷电流通过该电力装置而倾泻如大地，导致在该

电力装置上产生很强的电压。

②感应雷过电压，指的是雷云的电流击中10kV配电线路

附近的路面，由于强烈的电磁感应作用，在导线上产生了感应

电压。

（2）10kV配电线路雷击过电压的主要特征：根据相关研究

表明，由于直击雷过电压而导致10kV配电线路出现故障的几

率其实并不大，造成10kV配电线路出现故障的主要因素，其实

是感应雷过电压。当雷云击中地面的时候，就会对周边的一些

电力装置形生电磁感应的现象，由此在10kV配电线路上产生

了感应过电压，这些电压一般都能达到数10kV的电压乃至数

百千伏的电压，而一旦感应电压超过了80kV，就会使得感应电

压跟线路的工频电压的总和超过了绝缘子的50%放电电压，从

而使得10kV配电线路跳闸。

2发生雷害事故的危害和主要原因分析

2.1雷害事故的危害

雷害事故是难以完全避免的一种的灾害，而一旦发生雷

害，对于电力装置和配电电缆甚至是周边的一些建筑物，都会

造成一定程度的破坏和影响，雷击事故的危害，主要体现在两

个方面：

（1）一般情况下，雷害事故的的雷击过电压都会超过80kV，

从而容易击穿电器绝缘，会使得电力设备发生闪络的现象，轻则

造成电路跳闸，使得周围一定范围内的区域大面积停电，影响周

边居民的正常生活和生产，重则可能由此引起电力火灾或者造

成路过的人民群众的触电；

（2）一旦发生雷害事故，电力企业势必要对电力装置或配

电电缆进行维修抢救，如果雷害事故发生频率较高，将会对电

力企业造成巨大的经济损失，也使得企业的运营成本大幅度上

涨，降低了电力企业的经济效益，不利于电力行业的发展。

2.2发生雷害事故的主要原因分析

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。