10kV配电网防雷技术分析 董春旭

10kV配电网防雷技术分析董春旭

发表时间：2017-11-20T11:51:53.727Z 来源：《电力设备》2017年第20期作者：董春旭

[导读] 摘要：随着科学技术的发展以及我国推行的电网升级改造，作为电网系统最重要组成部分之一的10kV配电网得到了较大的发展，相关技术得到了较大的提升。

（国网辽宁省电力有限公司本溪供电公司辽宁本溪 117000）

摘要：随着科学技术的发展以及我国推行的电网升级改造，作为电网系统最重要组成部分之一的10kV配电网得到了较大的发展，相关技术得到了较大的提升。但是对于雷电频发的地区来说，由于各方面原因造成10kV配电网的建设并没有得到很大的改善，常常会发生配电网被雷击的情况，从而造成跳闸事故的发生，危害到电网的安全可靠运行，影响到人们的正常生产生活。因此需要有效的提高防雷技术水平，确保10kV配电网安全、可靠的运行。

关键词：10kV配电网；防雷；技术

1 雷电的产生与危害

配网线路防雷技术与措施的具体分析应以对雷电意义、形成、特征以及危害等内容的了解为基础，作为大自然中的一种常见现象，雷电的形成需要经历复杂的过程，在雷雨天气中，大气中饱和的水蒸气遇冷后会在上升气流的冲击下形成电荷不同的水滴，其中带有负电离子的水滴与气流组相伴随会形成雷云，空气中电荷大小不同的雷云会产生撞击，继而放射出电流形成雷电。雷电流在放电的过程中，温度高达2万℃左右，但其放电时间非常短，仅有30至50μs。强大电流在如此之短时间内的产生会令空气迅速膨胀，进而生成极为刺眼的耀光以及巨大的声响。放电的雷电流与电磁效应、热效应以及机械效应相伴随，会对电气设备以及建筑设施产生极大的危害。在雷云放电的过程中，由主放电引起的电磁场会在雷击点及其周围的金属机构与导线上生成感应电压，在一定条件下，其幅值甚至会达到几十万伏，这会击穿电气设备绝缘，更为严重地，还会引发爆炸与火灾等灾难，对人们的人身安全与财产安全造成严重的损害。在通过导体之时，雷电还会有巨大的热量产生，这部分热量能够熔化金属导体。而在对地放电的过程中，雷云还会产生巨大的机械力，对电气设备造成损坏。

2 10kV配电网发生雷击的主要原因

10kV配电网发生雷击的原因有很多，可以从如下几方面进行分析。（1）10kV配电网受到雷击的主要原因之一就是感应过电压。由于配电网线路的三相感应过电压大体上是一致的，遇到雷电时，感应到的雷电波会向杆塔两侧传播，若是绝缘子有薄弱区域，就会造成电波向着铁塔放电引起雷击闪络，从而造成绝缘导线的破损。（2）某些10kV配电线路就是依靠变电站出线端以及配电变压器高压侧进行避雷器保护，在线路的中间位置并没有避雷线保护。当受到雷击时就算是避雷器有所动作，但是较高的雷电过电压也会造成线路绝缘子击穿放电。另外，配电线路中所用的避雷器类型比较庞杂，避雷器相关参数之间具有较大的差异，当配电网受到雷电过电压引起弧光过电压时就可能造成避雷器爆炸，从而失去对配电线路的保护作用。（3）某些柱上开关以及刀闸位置并没有安装避雷器保护或者是单单在开关一侧进行安装，当开关或者刀闸断开的线路受到雷击时，雷击电压就不会沿着线路进行传播，会在断开位置经过全反射之后有所提升，这就会严重影响开关或者刀闸的绝缘情况，严重者会发生击穿的情况。

3 10kV配电网防雷技术

3.1 10kV配电设备防雷

3.1.1 变电所防雷

在10kV变电所构架上安装避雷针或者避雷器，也可将两种装置全部安装在变电所架构上，可有效防止直击雷灾害；在变电所进、出线以及变电所的母线上安装避雷装置，如避雷器。可有效防止雷电入侵波损害线路；为了避免变电所的进线不出现绕击或反击，必须在进线段加装防雷装置；另外，为了防止变电所内设备遭受入侵波，应对变电所内的所有重要设备安装避雷器；需要指出的是避雷器和设备的连接方式按照并联的方式连接，之所以按照并联方式连接是因为变电所设备受到过电压时，避雷器通过动作限压将雷电电流导入地下，避免设备在强电流作用下损坏。

3.1.2 配电变压器防雷

当避雷器安装不规范时，则配电网中的配电变压器容易发生雷击事故。特别是在一些城乡结合处的配电变压器，往往只在配电变压器的高压侧安装避雷器，而且连接线较长。部分即使在高压侧和低压侧都安装了避雷器，但接地不规范，接地端没有有效的连接低压绕组中性点和变压器外壳，从而导致达不到有效的防雷效果。因此在具体配电变压器避雷器安装工作中，需要在高压侧和低压侧都要安装避雷器，而且变压器高压侧和低压器的中性点、变压器外壳都需要进行有效接地，同时还要根据相关规定要求对接地电阻进行有效控制。

3.1.3 线路开关设备防雷

对10kV线路开关设备加设避雷器，保证避雷器放电电压不能高于线路开关设备绝缘冲击电压，同时为了保证避雷器自身不受雷击的破坏维持系统正常运行，要求避雷器具有自动切断工频续流的功能。在10kV线路的负荷开关及断路器上加装避雷器。对于那些容易出现断路的断路器、隔离开关及负荷开关，应在带点侧安装避雷器，并且所有的线路开关设备应接地。

3.2 10kV配电线路防雷

3.2.1 降低杆塔接地电阻

对于10kV配电线路，为了有效提高其耐雷水平，降低线路雷击跳闸率，可以通过降低杆塔接地电阻来提高线路的耐雷水平。这主要是由于在杆塔接地电阻降低的同时，当雷击塔顶时，塔顶电位升高速度会较为缓慢，降低绝缘子所承受的过电压程度，从而提高线路的耐雷水平，降低线路雷击跳闸率。在对杆塔接地电阻进行降低时，通常会采用物理降阻及化学降阻两种方法。通过对接地体进行延长及深进埋有效的降低接地电阻，也可以将降阻剂敷设在接地体周围，有效的降低土壤电阻率来确保接地电阻的降低。

3.2.2 架设耦合地线

对于雷害事故多发地区，可以将一条接地线加设在导线下方，这样不仅能够提高线路的耐雷水平，而且有利于降低线路的跳闸率。通过加设一条接地线，即架设耦合地线能够有效的增加分流，有利于雷电流快速通过杆塔泄入大地，能够快速降低塔顶的电位。在具体架设耦合地线过程中，具体架设位置可以在导线下方也可以与线路两侧的耦合地线平行进行架设。

3.2.3 采用新型绝缘子

这一方法是用新型绝缘子代替以往使用瓷质绝缘子。当出现零值时无明显特征反映，不易发现，导致绝缘子串耐压水平降低，雷击时