(辽宁邮电规划设计院有限公司 辽宁沈阳 110179）
摘要：10kV架空线路是电力系统的重要组成部分。由于10kV配电线路的地理位置复杂，绝缘水平低，易遭受直击雷和感应雷而产生过电压现象，导致跳闸事故概率较高。10kV配电系统是电能分配的最后一级，直接与用户相连，再通过配电变压器将电能分配到普通用户中，其运行安全稳定性直接关系到电力用户的用电可靠性。我国长期以来对输电线路的关注要远高于配电线路，实际上配电线路与用户的关联更为直接和密切，配电线路的防雷保护是薄弱点，同时也是提高电网供电可靠性的关键点。鉴于此，文章分析了配网10kV架空线路综合防雷措施，以供参考。
关键词：10kV架空线路；综合防雷；应用措施
1提高配网10KV架空线路综合防雷技术的重要性
为了提高和升级10k V配电网架空线路的综合防雷技术措施，首先要进一步了解雷电是由什么造成的，同时对其产生过程进行深入研究，彻底地避免雷击线路的情况发生。错综复杂的雷电产生过程，通常是由于受到气流的冲击力和大气中的水汽和寒流相遇而造成的。正负电荷在受到冲击时会吸附于一些水滴上，另一方面，一些带有负电荷的水滴也可能在气流的作用下形成雷雨天气，通常情况下，雷雨云在天空中会与之相撞彼此之后，他们会释放一些电荷，这样就会导致形成了我们所见的雷电。雷电产生的电流值非常高，一般发射出来的电压数值可以达到几千伏，最高温度达到两千摄氏度，虽然这样，但它的放电时间非常短，在这么短的时间内只有几微秒的时间，放出这么多，所以电压，以便使空气中的雷电云发生急剧变化，会出现通货膨胀。与此同时，还伴随着强光和巨响的产生。
2配网10kV架空线路防雷现状分析
长期以来，我国在配网线路防雷保护方面更多沿用“事后修补”的管理理念和管理模式，实际运行效果并不理想。我国防雷设计标准及防雷计算也普遍缺乏适用的实测数据。由于雷电活动受区域内地貌地形、气候因素影响十分显著，各地域、季节的雷电灾害特征差异性很大，加上雷电活动有较强的随机性，使得传统雷电参数取值方法具有明显的局限性。
同时，在原有防雷评估方法中，缺乏对不同线路段结构、绝缘水平、地形地貌等特征的全面考虑，评估结果无法准确反映线路遭受雷击灾害后的跳闸风险。实际参数的缺乏，使我国防雷措施在应用过程中具有很大的盲目性，技术经济性不高，难以发挥有效作用。因此，需综合考虑各因素后采取有针对性的防雷技术。
经过多年探索与实践，我国配网架空线路基本形成了有一定实用性的常规性防雷措施，如提高线路绝缘水平、减少接地电阻问题、加装避雷器设备、架设避雷线路等。但配电网周围环境复杂，容易受区域内地形地貌、气象条件等因素影响，单一或两三种防雷措施无法有效降低雷击跳闸率，需要综合各种防雷因素，提出切实可行的综合性防雷计划。因此，综合防雷、差异化防雷的理念也成为近期配网防雷研究的热门方向。
3配网10kV架空线路综合防雷措施
3.1进行综合评估
技术人员要根据配电网差异性防雷中雷电分级的评估方法、雷击跳闸率的计算方法的研究现状，对其进行综合评估。对于分级评估方法，可以根据线路历史故障及实际运行情况，对雷击跳闸率参考值进行选取，然后对配电线路进行等级评估。线路雷直击导线和雷击杆塔的跳闸率计算公式可参考国标推荐公式，并根据各种地形击杆率，对直击雷和反击雷进行比例划分。线路雷电感应过电压跳闸率可采用计算公式，区分雷击大地和雷击导线区域，然后进行具体计算。
3.2优化避雷线设计
对配电线路的避雷线进行科学设计可以有效降低其遭受雷击的概率。在线路设计中，对于避雷线的设计需要参照杆塔的高度与保护角等要素。设计人员可根据线路所在地区的实际情况对杆塔的高度与保护角角度进行调整。此外，避雷线应设计在导线上方，导线全线都需要设置避雷线，避雷线与地面相接。在一些夏季多雨多雷电的地区尤其是山区中，要设置双避雷线，这样可以减小配电线路的保护角从而提升线路的安全可靠性。
3.3应用避雷设备
3.3.1安装放电绝缘子
放电绝缘子（钳位绝缘子）是在绝缘导线固定处剥离绝缘层，加装特殊设计的金属线夹的一种防雷装置。当雷电闪络引发工频续流时，工频续流在该金属线夹上燃弧直至线路跳闸以熄灭工频续流，从而避免烧伤绝缘子和熔断绝缘导线。
防雷支柱绝缘子（图1）是由绝缘护罩、压紧螺母、压块座、移动压块、上金属帽、复合绝缘子、引弧棒、绝缘套管和下金属脚等组成的一种防雷装置，是新型组合式结构的放电绝缘子。引弧棒和上金属帽装配连接成一体，当雷击发生时，引弧棒和下金属脚之间放电，使续流工频电弧移动到引弧棒上烧灼，从而保护绝缘导线不受损伤。
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图1防雷支柱绝缘子
3.3.2防雷金具
（1）适用性分析
防雷金具（防雷线夹、穿刺型防弧金具）是在离绝缘子250mm左右处的绝缘导线上加装一个特殊设计的金属线夹、同时在绝缘子根部加装一个金属电极的一种防雷装置，在原理上与放电绝缘子相同。该方式操作简便，不需接地，投资少，能防止雷击断线。
（2）局限性分析
1）间隙不能切断雷电流之后的工频短路电流，靠绝缘子及放电间隙抵御雷电流、工频续电流，需要线路出线断路器配合掉闸、重合闸，需要顾及出线断路器的性能；
2）对供电可靠性和电能质量有所降低；间隙放电电压扰动将影响电能质量；间隙放电可能导致线圈形式的设备陡波击穿；
3）间隙放电3~5次后，会因烧灼而变形（图2），使放电距离发生变化，使之失去防雷作用；
4）间隙放电距离难以控制，人工安装和台风引起的摆动会影响间隙放电距离；
5）存在如何防水浸入绝缘线芯的问题，可能导致导线线芯的电化学腐蚀引起断线。
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图2烧灼后的穿刺型防弧金具
3.3.3安装避雷器
工作人员要对区域内雷电参数情况进行统计，并对雷电流幅值概率分布函数进行公式拟合。在雷电活动集中期间，做好线路安全巡查工作，及时更换损坏的绝缘子或避雷器设备。安装避雷器线路直击耐雷水平与接地电阻关系如表1所示，当线路安装避雷器设备时，雷电流可通过避雷器设备和接地电阻流入大地，而不会向相邻杆塔进行传播，在保护本塔绝缘子的情况下，还可以保护相邻杆塔绝缘子。此时接地电阻大小会影响避雷器设备的防护效果，电阻越大，避雷器设备的分流效果越差。因此在雷电活动较为频繁的地区，需要考虑降低杆塔或接地电阻，以提高线路的防雷性能。
表1 安装避雷器线路直击耐雷水平与接地电阻关系
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当发生雷击导线问题时，电流会从雷击点向导线两侧进行传播，当发生雷击杆塔问题时，接地电阻同样会影响线路的防雷水平和避雷器设备分流效果。在防雷过程中，不安装线路避雷器设备时，线路跳闸率最高。安装避雷器但杆塔不另设接地时，每四基安装一组避雷器和线路不安装避雷器的防雷效果类似，因此只有提高避雷器设备安装密度，才能有效降低雷击跳闸率。 避雷器的选择和维护也是一项重要任务。氧化锌避雷器可以解决一个大问题。将氧化锌避雷器安装在易于雷击的地方。列上交换机可以提高线路的供电能力，保证配电网10kv架空线路的运行状态。对于列上开关的防雷措施，可以安装避雷器，从而提高开关装置对立柱的防雷效果。配电变压器的防雷措施，除安装避雷器外，还要求完成“四点一地”的要求。这是为了确保变压器，高压侧变压器和外壳的低压侧中性点接地。而接地的阻值控制在100欧姆以上。
根据研究人员总结的大量数据，发现降低配电网10kv架空线路的接地电阻也能有效防止雷击。为了减小接地电阻，目前有两种有效的方法，一种是水平接地方法。水平接地可以有效的降低接地电阻的阻值，但它的缺点在于与地面接触，导致其容易腐蚀，使用期间降低。还有一种就是降阻剂。降阻剂能够高效的降低接地电阻。在水平接地的同时，将降阻剂放置在接地电阻附近，从而降低配网10kv架空线路的接地电阻，达到降低雷击带来的危害。
结语
综上所述，对于配网10KV架空线路来说，其是电网系统中的重要组成部分，但因为外部影响因素使其更易受雷电影响。在线路遭受雷击时，不仅影响电力设备的安全运行，还会导致整个供电系统的不稳定，这会给用电居民带来很多不便问题。因此，相关人员必须重视对架空线路的防雷研究，积极采用科学的线路保护方法，为电力系统的稳定发展提供保障，保证人们的正常生产、生活用电。
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