| 标题 | 10kV配网线路防雷技术的保护方案分析 |
| 范文 | 刘才进 摘要：在10kV配网的运行过程中，人为、自然环境等都会对运行安全产生一定的威胁，特别是雷击，容易引发大规模的线路故障，是10kV配网需要重点防范的内容。本文就对10kV配网线路的防雷技术保护方案进行分析，探讨有效的防雷技术措施，希望可以为10kV配网安全性提供更有力的保障。 Abstract： In the course of 10kV distribution network operation， human factors and natural environments will pose a certain threat to the operation safety. Especially for lightning strikes， it is easy to cause large-scale line faults. It is a key precaution for 10kV distribution networks. This paper analyzes the lightning protection technology protection scheme for 10kV distribution network lines， discusses effective lightning protection technology measures， and hopes to provide more powerful protection for 10kV distribution network security. 关键词：10kV配网；线路；防雷技术；保护方案 Key words： 10kV distribution network；circuit；lightning protection technology；protection scheme 中图分类号：TU856 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）21-0215-02 0 引言 在电力系统中，10kV配网承担着重要的供电职责，与人们生活密切相关，10kV配网运行的安全性是人们关注的重点内容。从10kV配网运行故障来看，有相当一部分是由雷击导致的，提高10kV配网线路的防雷水平是电力企业需要重点对待的工作，所以，深入研究了解10kV配网线路的防雷技术保护方案，结合配网工程实际情况，采取有效的防雷保护措施，确保10kV配网运行的可靠，对电力行业健康发展是有着重大意义的。 1 雷击对10kV配网线路的危害分析 1.1 雷击的危害 在自然环境中，雷电是一种十分常见的现象，在雷电放电的瞬间，会产生巨大的能量与电流，放电时间极短，只有30-50us，在这种情况下，会迅速形成较高的感应电压，出现感应雷，造成金属设备绝缘体被击穿，电气设备受到严重损害。此外，雷电还可能直接击打到配网的线路与设备上，也就是直击雷，雷电产生的极高温度会烧毁设备。无论是感应雷还是直击雷，都会给配网线路运行安全带来严重威胁，是需要重点防护的内容[1]。 1.2 配网线路雷击产生的原因 在10kV配网中，大部分架空线路是直接暴露在户外环境中的，在雷电产生时，容易出现雷击情况，且配网中存在一些会增大雷击概率的因素，具体包括：①在10kV配网线路中，接地线是防雷保护的重要措施，但由于偷盗行为，导致铁塔、配电变压器以及开关等设备的防雷保护丢失，防雷能力大大降低，容易遭到雷击。②在线路设备的安装中，没有严格按照规范要求，接地网、开关出现不规范情况，加上大量工程施工的破坏、接地网长期使用缺乏维修等原因，也会引发雷击事故。③在避雷器选用上，设备自身质量不合格或者受雷电长期冲击，容易出现失效，无法达到预期的防雷作用。④在10kV配网线路中，存在多线路交叉的情况，特别是高电压等级线路，更容易引来雷电，当10kV线路处于多雷区，由于自身防雷水平低于高等级电路，对雷击的防御能力较低，会先被雷电攻击。⑤在10kV配网线路中，绝缘子大多为针式，虽然可以对雷击有较好防御效果，但存在击穿后故障不易发现的特点，给供电恢复造成影响[2]。 2 某10kV配网线路具体雷击危害分析 以某市的10kV农配网线路為例，该市为雷暴天气多发地区，雷暴日最高达到130天，平均雷暴日为83天，雷击危害较为严重，在配网线路长期运行中，配变电、低压用电设备由于雷击导致的损害事件经常发生。根据不完全统计，配变电压器事故有95%左右是由于雷击导致的，表计损坏大约有60%是由雷击造成的，每年10kV配网线路由雷击造成的配变电、表计损失高达1.3千万元。此外，用电用户的大量低压用电设备会被雷电损坏，甚至给用户生命安全造成一定威胁。 从当前此市10kV配网线路实际来看，大多数线路采取的是架空导线方式，容易受到雷击，还有相当一部分线路是经过强雷区的，在雷电活动强烈的季节，会出现断路器频繁跳闸情况，根据统计，线路跳闸故障中平均有40%是由于雷击导致的，严重影响到供电的可靠性，提高防雷水平是必然要求。 在雷电危害的具体类型上，由于雷击造成的设备损坏包括避雷装置、配变电压器、分段器、SF6开关、针式瓷瓶等等；此外，架空线路也会受雷击而断线，多相瓷瓶闪络引发导线烧断、远离变压器的导线由于感应过电压烧毁等。根据统计数据，该市10kV配网线路全年由雷击导致的跳闸次数有93次，雷害事故主要与雷电活动有关，在活动频繁的6、7、8月，雷害事故占全年的80%左右，每月的线路跳叉次数大约为25次，而春季和冬季基本没有雷击事故发生。 3 某10kV配网线路防雷技术的保护方案 3.1 当前10kV配网线路的防雷技术保护措施 第一，在10kV配网线路的防雷方面，需要从设计阶段就加强重视，结合实际情况，做好防雷工作，就本10kV配网线路而言，设计时需要充分考虑当地多雷的自然条件，从各个方面提高防雷能力。其中，在杆塔选型上，需要改变通用设计方案，根据多雷的客观实际与相关防雷经验，在杆塔上架设屏蔽针，并对跨越杆塔的转角杆跳线、保护角等采取有效屏蔽处理，对杆塔接地电阻采取降低措施，当遇到土壤电阻率较高的情况时，需要通过接地延伸的方式解决，保证接地电阻符合相关规程的要求[3]。 第二，增加分流。在10kV配网线路的雷击事故中，雷电击中杆塔后，入地电流会在接地电阻、塔身上形成高电压，为降低杆塔反击电位，需要采取增加分流的措施，具体包括：①降低接地电阻，通常来说，接地电阻应当控制在10Ω，在电阻率稍高的山区，也需要控制在25-35Ω范围内；②对接地进行适当延伸，通过铺设延伸接地的方式，可以对入地电流起到更好的分散效果，也可以耦合导线，降低雷电的反击；③装设耦合地线，可以起到增大地线、导线间耦合系数与提高分流的作用，从实际运行情况来看，耦合地线具有较好的防雷效果，但在终端杆塔中采取耦合地线时，需要结合延伸接地、降低接地电阻的手段来提高防雷保护水平。 第三，做好绝缘保护。绝缘是10kV配网线路防雷的重要保障，对线路运行安全起着关键作用，确保绝缘性能良好是防雷保护的基本内容，可以采取的保护措施有：①在绝缘子选用上，要加强对绝缘子性能的检测，确保绝缘子质量符合要求，发挥良好的绝缘作用，提高线路的绝缘能力；②在配网线路运行过程中，需要加强对绝缘子零值检测，及时发现绝缘性能受损的情况，并及时更换绝缘子，避免出现长期绝缘性能降低；③在雷电活动剧烈的季节或地区，需要对频繁跳闸的杆塔采取增加绝缘子数量的方式，提高对反击电压的承受能力，并用胶装瓷横担代替针式绝缘子，增加绝缘子串的数量，增加导线与杆塔间的距离，达到增强线路耐雷能力的效果[4]。 第四，设备避雷器的运用。在10kV配网线路的电缆、配变开关的高压侧与变压器低压侧，需要安装避雷器，避免雷击造成的损坏；同时，对于避雷器需要进行定期检测与轮换，及时将避雷性能降低与旧式防雷设备淘汰，确保避雷器具有良好防雷效果，提高10kV配网线路的防雷能力。 第五，做好接地电阻的控制。在接地电阻施工完成后，需要在干燥季节进行测试，确保测试的准确，保证接地电阻值是符合设计要求的；同时，在运行中还需要对地网的接地电阻进行定期测试，及时发现不符合要求的情况，采取改造方式提升地网导流能力。 第六，架空导线的防雷措施。在10kV配网的架空导线中，绝缘导线只是在靠近建筑物或人口相对密集区域使用，该10kV配网采取的是JKLGYJ-70型号绝缘导线，在产生雷电电流时，导线的散热性是低于裸导线的，容易造成导线烧毁故障。对此，应当采取加设氧化锌避雷器的方式来解决，如果导线架空长度相对较大，除了安装在两侧的避雷器外，也需要在中段合适部位装设避雷器，如果有线路交叉跨越的情况，氧化锌避雷器适宜安装在交叉点附近的杆塔上[5]。 第七，设置绝缘薄弱点。在10kV配网线路或者设备上，可以通过人为的方式来设置绝缘薄弱点，也就是间隙装置，利用间隙击穿电压相对较低的特点，在配网正常运行时，间隙会保持隔离绝缘；当出现雷电过电压时，间隙会击穿接地，对放电电压产生降压效果，进而对配网线路、设备的绝缘起到保护作用。 3.2 10kV配网线路防雷保护水平提升的措施 3.2.1 线路避雷器防雷的基本原理 在雷电击中配网线路杆塔时，雷电电流会分成两部分，分别经过导线、塔体，当雷电流超过一定值时，避雷器会发生动作进行分流，使大部分雷电流从引流线、避雷器中进入地网中。对于经过导线的电流，受导线电磁感应的影响，会出现耦合分量，避雷器大量分流的偶合作用可以对导线起到提高电位的效果，控制导线与塔顶间的电位差，避免绝缘子闪络问题的发生，达到防雷保护的目标。 3.2.2 线路避雷器安装注意事项与效果 在10kV配网线路避雷器的安装中，需要注意的事项有：①在安装位置上，要尽量选择多雷区、雷击概率较大的杆塔，优先安装在铁塔上；②在安装过程中，避雷器应当避免有外部荷载，避免避雷器损坏，并確保安全距离符合要求；③在避雷器接线上，接地线、接地网都需要单独敷设，不能与杆塔共用，接地线截面要超过25mm2，接地网电阻应小于10Ω；④在引下线连接上，应与接地网保持良好连接，尽量缩短长度，材料适宜选用截面2525mm2的铜芯绝缘线[6]。 在该10kV配网中，某条线路在雷击密集区共装设了3组9只导线避雷器，在后期运行中，相较于未导线避雷器之前，此条线路的避雷器正确动作，跳闸事故、雷击故障大大降低，起到良好的防雷保护效果。 4 结束语 综上，对于10kV配网线路来说，雷电是影响配网运行安全的一个主要因素，为保障配网长久、安全的运行，就必须加强对配网线路防雷保护的重视，了解雷击产生的原因，采取合理、有效的防雷技术措施，制定全面的防雷保护方案，减少雷击故障的发生，提高10kV配网线路供电的可靠性。 参考文献： [1]郑义新.10kV配网线路防雷技术的保护方案分析[J].通讯世界，2017（24）：176-177. [2]黄光晓.10kV配网的防雷技术与应用[J].科技展望，2015，25（28）：103. [3]赵崇幸.10kv配网线路防雷技术分析[J].山东工业技术，2015（21）：164. [4]黄帮湛.关于10kV配网线路防雷技术措施的探讨[J].科技风，2015（17）：66. [5]何海辉.10kV配网线路防雷技术措施分析[J].科技与创新，2015（05）：153-154. [6]金琦康.10kV配网线路防雷技术措施探析[J].机电信息，2014（24）：113，115. |
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