10kV配电线路防雷措施与应用探讨

10kV配电线路防雷措施与应用探讨
摘要：10kV目配电网是向用户供电普遍采用的电压等级，而且10kV目配电
网是整个电网中规模最大及涉及面积最广的部分，其末端直接与用户相连，10kV
目配电网运行质量直接关系到电力系统供电能力及可靠性。

但长期以来电网建设
过程中对配电网建设力度不大，配电网自动化程度和可靠性较低，极易遭受雷击，从而导致设备、线路出现损坏，造成停电事故发生，导致严重的经济损失发生。

因此需要努力提高10kV配电网防雷技术水平，确保10kV配电网能够安全、可靠
的运行。

关键词：10kV配电线路；防雷；措施；应用
引言：
近几年来，雷击跳闸一直是影响10kV配电线路供电可靠性的重要因素，既
影响设备的正常运行，又极大地影响了日常的生活、生产。

由于天气雷电活动的
随机性和复杂性，目前世界上对雷害的认识研究还有诸多未知的成分。

而且近年
来国内外在10kV配电线路雷电防护手段上并没有出现根本的变化，很大程度上
要依赖传统的技术措施，不过只要运用得好，仍然是可以有明显的效果，以达到
提高供电可靠性的目的。

一、雷击的类型
（一）直击雷
指带电的云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象，主要危害建筑物、
建筑物内电子设备和人。

直击雷的电压峰值通常可达几万伏甚至几百万伏，电流
峰值可达几十KA乃至几百KA，其之所以破坏性很强，主要原因是雷云所蕴藏的
能量在极短的时间（其持续时间通常只有几us到几百us）就释放出来，从瞬间
功率来讲，是巨大的。

数十乃至一、二百千安的雷电冲击电流，具有巨大的电磁
效应、热效应和机械效应。

（二）传导雷
雷电击中地面物体尤其是建筑物时，雷电流泄放过程中经进出建筑物的金属
管道、电源和信号线路向外传导（约为全部雷电流的50%），从而对其它建筑物
内的线路及设施造成危害。

（三）感应雷
感应雷一种情况是指当雷云来临时地面上的一切物体，尤其是导体，由于静
电感应，都聚集起大量的雷电极性相反的束缚电荷，在雷云对地或对另一雷云闪
击放电后，云中的电荷就变成了自由电荷，从而产生出很高的静电电压（感应电压）其过电压幅值可达到几万到几十万伏，这种过电压往往会造成建筑物内的导线，接地不良的金属物导体和大型的金属设备放电而引起电火花，从而引起火灾、爆炸、危及人身安全或对供电系统造成的危害。

另一种情况是，在雷电闪击时，
由于雷电流的变化率大而在雷电流的通道附近就形成了一个很强的感应电磁场，
对建筑物内的电子设备造成干扰、破坏，又或者使周围的金属构件产生感应电流，从而产生大量的热而引起火灾。

二、10kV配电线路雷击分析
（一）雷击过电压的分类
配电线路一般都是架设在较为空旷的地方，如道路两侧、沟渠堤岸、农田等，由于周边建筑低矮、高大植物较少等特点，极有可能发生雷击事故。

整体来看，
我国常见的配电雷击形式可以分为直击雷过电压和感应雷过电压两种。

直击雷过
电压基本原理就是带电雷云靠近地表较为突出的导电体（如架空线路中的塔杆和
导线）因距离不足产生放电。

由于雷云中电荷含量较高，通常造成瞬间电压过高、电流较大。

这种高电压放电现象在通过架电线路设备过程中会对导线和绝缘子造
成强大的压力，极易损坏这类元件。

感应雷过电压是一种间接雷击效应，当架空
线路周边其他物体遭受雷击时，产生的雷电波在架空线路上会产生形成较大的感
应电压，感应电压足够大时会造成线路的元件受损。

雷击感应过电压在我区配电
绝缘线路雷击事故中比例较高。

三、10kV配电线路防雷保护的有效措施与应用
（一）加强日常的管理
10kV配电线路防雷保护工作的日常管理十分重要，根据健全的管理体系，明
确劳动分工管理，加强日常配电线路检查以及维修工作，及时发现配电线路存在
的安全隐患，为防雷保护打好基础。

此外，配电线路管理部门应与各单位密切配合，从而实现各种技术、信息的交流沟通，提高工作质量。

（二）创新10kV配电线路的绝缘程度
10kV配电线路的绝缘程度，直接决定了到整个地区配电供电的安全性、供电
水平与质量，配电网线路绝缘程度低，是导致我国配电线路遭受雷击的主要原因，因此电力单位和企业要创新10kV配电线路的绝缘程度，使用绝缘导线，增多绝
缘片的数量，改变绝缘子片的质量和型号，或者在绝缘子片和导线二者之间放入
绝缘皮，在实践的基础上创新，在创新的基础上实现，这种方法能够减少雷击对
电线的感知程度，从而确保供电系统的可靠性、科学性、合理性，能够有效的对
10kV配电线路进行防雷保护。

（三）降低10kV配电设备的接地电阻
在配电线路中，降低接地电阻对于防雷保护十分重要。

一般在配电线路中均
采用水平接地体进行降阻，目前大部分地区都是使用接地圆钢或角钢来敷设杆塔
及配电设备的接地网，但是很多的杆塔、变压器、开关的接地装置均未采取防腐
措施，接地体在地下经过长期的锈蚀，在接地体表面产生了一层铁锈，影响了接
地体与土壤的有效接触，使接触电阻增大，造成配电设备接地电阻严重超标，因
此日后的地网维修或新敷设的接地网，必须要对接地装置采取一定的防腐措施，
增加接地网的使用年限。

（四）安装过电压保护间隙
过电压保护间隙制作为两个球头间隙，这样可以避免配电线路使用其他形状
的间隙而出现的电晕损耗，角型间隙放电时，电弧会沿羊角迅速向上移动而被拉长，因而容易自行灭弧，间隙不会严重烧伤。

过电压防雷保护间隙的作用具体表
现为以下几个方面。

保护线路绝缘子。

在线路上加装可调式保护间隙并确定间隙
距离使其间隙的放电电压低于绝缘子串放电电压，雷电过电压侧会通过间隙优先
放电，工频持续电流在间隙间燃烧受到电弧电动力和风的作用逐渐熄灭，使得绝
缘子串得到保护而免限损坏。

保护配电设备。

由于线路绝缘水平过高造成雷电流
沿着10kV线路传播时，绝缘子不闪络造成雷电电流缺乏泄流通道，高达
75kV~200kV左右的雷电冲击电压从变电站10kV出线进入变电站，而单组避雷器
的泄流保护作用有限，容易作用于变压器将会导致主变压器损坏。

保护变电站
10kV出线段。

在变电站10kV出线侧的前5基杆塔上加装可调式保护间隙，并设
定间隙距离使得其能将雷电过电压值限制在65kV左右，从而可使得通过10kV线
路流向变电站主变的雷电过电压幅值低于变压器的耐雷电冲击电压水平，可以有
效保护主变压器，使其不受沿变电站10kV出线侵入的雷电过电压及跳闸事故频
繁发生。

（五）在配电变压器低压侧加装避雷器
与高压侧避雷器、变压器外壳和低压侧中性点一起接地，形成“四点共地”。

低压侧安装避雷器主要有两种方式，第一种安装在低压总熔断器前端，主要用于
保护变压器；第二种安装在各线路出线前端，主要用于保护出线电能表与电力设备。

低压避雷器的接地线必须接在变压器零线出线的首端。

因为目前配电变压器
都装有低压电流型漏电保护器，电流型保护器不允许其后的零线重复接地，也就
是低压避雷器不适宜安装在保护器后面，如果保护器停用，避雷器没有接地，起
不到避雷保护作用。

结束语
10kV配电线路的安全、稳定运行对保证生产、生活用电具有重要意义，电力
企业需要对10kV配电线路防雷保护中存在的问题进行分析，加强配电设备的保护，逐渐完善10kV配电线路的防雷保护措施，从而促进我国电力企业健康发展，提高我国电网事业的供电效率。

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