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摘要：随着我国配电网的迅猛发展，10kV配电网是面向用户的电网，是分布最为广泛的配电网络，并且其末端直接与电力用户相连，其运行质量对保障供电稳定和安全性具有重要意义。但是在其运行过程中，极易受到雷击灾害的影响，导致电网大面积瘫痪，影响到供电可靠性和稳定性。
关键词：10kV；配电网；防雷技术；应用
引言
随着人类社会的进步，社会与电力的联系更加紧密，人们对供电的可靠性要求越来越高，电力电气设备的可靠性逐步增加，电网运行过程中的操作失误也呈减少的趋势，因此由雷击引起的电网故障次数和危害性超过操作过电压，成为影响电网安全可靠运行的主要原因之一。在自然条件恶劣的地区，受雷电活动的强烈的地形等影响因素，雷击输电线路引起的事故率更高。由于架空线路是直接暴露于环境中，其所经地形也复杂多样，加之输电线路一般距离较远，因此极易受到外界的影响和损害。雷电直击架空线路或者雷击杆塔和架空线附近大地时，都会在输电线中产生很高的过电压，从而引起线路开关跳闸，更有甚者，过电压将导致线路电气设备原件的损坏，致使供电中断甚至系统瓦解等恶性停电事故。对于高压输电线路，尤其是110kV及以上的高压架空输电线路，由于线路绝缘水平相对较高，雷击线路附近时产生的感应雷过电压对线路正常运行的影响并不大；对于中低压输电线路，尤其是10kV配电网线路，由于绝缘水平较低，受雷电感应过电压的影响较大。雷击事故严重影响了供电可靠性，而由感应雷引起的跳闸事故的已经成为危害10kV配电网输电线路的主要原因。
1雷击对电力设备造成的危害
据有关数据显示，我国10kV配电网每年遭雷击造成的经济损失高达几亿元。配电网在雷击作用下，轻者会导致局部地区停电，影响人们的生产生活的用电需求。严重者会导致大范围的配电网系统瘫痪，给社会经济带来严重的冲击。雷击会造成电力设备不同程度的损坏，如输电线断线、接地装置破坏等，并且10kV配电网维修难度大，技术要求高，很难在短时间内使配电网恢复正常运行。由此我们可以得知雷击对10kV配电网运行安全性有着极大的威胁。
2 10kV配电网雷击事故发生的原因
当发生雷击灾害时，会导致雷击发生地点周围范围内的电力设备产生较为强烈的磁场反应，导致电力线路和设备的磁分量、辐射分量以及静电分量等急剧增高。在这种情况下，多种配电线路的传递中必然会出现严重的感应过电压问题，造成线路障碍问题的发生。在雷击灾害中，雷电通道的远近、雷电流大小以及线路的悬挂高度等因素都会影响到10kV配电线路的过压幅值，导致事故问题的发生。
根据权威的事故分析和调查，10kV配电网雷击事故的发生，多存在以下几个方面的问题：第一，雷暴日数较高的地区。雷暴日表征不同地区雷电活动的频繁程度，如果雷暴日数Td较高，就表示此地的雷电气象较为频繁，极易导致雷击灾害的发生。第二，10kV配电网的避雷保护器性能下降。避雷保护器在长时间的使用过程中，由于受到各种因素的影响，其防雷性能会逐渐松动、下降，对于雷击灾害难以起到预设防护效果。第三，绝缘子不过关。在10kV配电网建设时，电力企业或施工建设单位在配电网建设时，对于工程施工质量控制不到位，存在着绝缘子质量不过关和技术参数不合理等问题，没能起到防雷绝缘的效果。第四，接地装置安装不合理。在10kV配电网的日常运行中，部分接地装置年久失修，接连部分遭到锈蚀。第五，10kV配电网运行维护不到位。在10kV配电网的运行维护工作中，对于避雷器、绝缘子等避雷器具的维护工作不到位，导致其耐久和绝缘参数大大降低，一旦遇到雷击灾害，就会导致避雷器短路烧坏、瓷瓶破裂以及变压器爆炸等问题，影响到10kV配电网运行的安全、稳定。
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3 10kV配电网防雷技术及改进对策
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
对配电变压器配装设避雷器是主要的防雷技术措施。我国《电力设备过电压保护设计技术规程》明文规定，配电变压器的高压侧必须要安装避雷器。从电力行业工程实践证明，仅仅在配电变压器高压侧装设避雷器还无法避免正反变化过电压的危害，所以，为了提高配电变压器的防雷能力，笔者建议在配电变压器的高压侧和低压侧都需安装避雷器。在安装避雷器时，应尽量将避雷器安装在变压器附近，并且变压器外壳，变压器低压侧中性点必须连接在一起接地。
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避雷线保护
目前，在10kV配电网中架设避雷线在一定程度上能够起到限制感应过电压的作用，但是基于10kV配电网线路的绝缘性差，容易遭受直击雷的反击，造成断线事故，并且架设避雷线施工难度大，投资成本高。同时，我国《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中规定，凡是不高于35kV的线路，不需配电网全线架设避雷线。只需在雷电频发的线路段架设避雷线。所以从经济性及功能性方面考虑，电力企业应根据10kV配电网沿线雷击发生的频率合理架设避雷线。并采取必要的措施改善杆塔接地电阻。
3.2.2线路避雷器
为了能够有效避免10kV架空线路雷击灾害的发生，应在架空线上架设线路型避雷器。目前，比较常用的避雷器是带有一定间隙的复合外套的交流无间隙金属氧化物避雷器。这类避雷器应用在工程实践中对降低线路雷击线路断线率和跳闸率效果显著。值得提出的是，对于中心点不同的接地应采用合适的避雷器。基于中性点接地系统对设备绝缘性要求不是很高，且雷击产生外部过电压低，避雷器需要具有在较低过电压下能够长时间稳定运行的能力。
3.2.3绝缘线路“疏导式”防雷技术
绝缘线路疏导式防雷是为了避免绝缘导线雷击断线。为了能够防止绝缘线路遭受雷击造成断线事故，笔者建议在架设配电网绝缘线路时应选用带有防弧金具、防雷金具的绝缘导线。
结语
防雷工作是10kV配电网线路的重要工作，相应电力企业要根据实际情况进行防雷设置，加强对10kV配电网防雷技术的改进和研究，保障配电网的安全、稳定运行。
参考文献：
［1］黄清社，徐奔，彭利强，等．10kV架空绝缘导线防雷保护的措施研究［J］．高压电器，2017，12：32－35．
［2］边文明．10kV架空线路雷击跳闸原因与防雷措施探讨［J］．中国电力教育，2016，27：140－144．
论文作者:卢俞全
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/18
标签：避雷器论文; 线路论文; 过电压论文; 防雷论文; 配电网论文; 避雷线论文; 雷电论文; 《建筑模拟》2018年第35期论文;