摘要：10kV架空线路是配电网的重要组成部分，分布广、绝缘水平低。雷击故障是架空配电线路主要故障原因之一，由雷击引起的跳闸次数所占比例很大。雷害事故导致配电设备和用户设备的损坏，造成大面积停电，严重的情况下甚至造成人身伤亡，给工农业生产带来损失，给人们日常生活带来不便，找出提高线路雷击故障防范措施，降低雷击跳闸率，减少配电设备雷击损坏率。
因此需要研究10kV配电线路防雷现状，提出了下一阶段防雷整治的重点，为今后雷击故障研究指明了方向。确保用户用电的畅通、用电人员的安全及配电网的安全可靠运行。
关键词：10kV架空线路、雷击故障分析、分析防范
前言
10kV架空线路能否安全、稳定、可靠地运行，不但直接关系到用户用电的畅通，用电人员的安全，而且涉及到电力系统能否正常的运行，因此需要进行10kV架空线路雷击故障防范措施及提高方法的研究，降低雷击跳闸率，减少配电网雷击故障，提高配电网供电可靠性，确保配电网安全稳定运行。
一、10kV架空线路雷击故障发生现状
新兴地区年平均雷暴日约为40日，据统计资料显示，仅在2015年7月，配电线路遭受雷击，共引发17次跳闸。因雷击损坏的变压器2台，氧化锌避雷器25只，悬式绝缘子30片，针瓶15个，雷击断线2次，全年因雷击造成的直接经济损失70余万元。
架空10kV线路的路径较长，加上其沿途地形较空旷，附近少有高大建筑物，所以在每年的雷季中常遭雷击，由此产生的事故是10kV架空线路最常见的无法避免，其现象有绝缘子击穿或爆裂、断线、避雷器爆裂、配变烧毁等。该地区曾发生多起雷击事故，造成较大经济损失，如下图所示。
图1-3
二、10kV架空线路雷击故障分析
1、雷电的产生及雷击分类
雷电是天空中的某一块雷云与另一块雷云或者与大地由于所带的电荷性质相反而产生的瞬间剧烈放电现象。雷电对大地上的物体进行雷击主要有两种形式：
一种是直击雷。即带电的云层对大地上的某一点或某一地上物发生猛烈放电，其破坏力是巨大的。
另一种是感应雷雷击过电压。雷云放电前，线路上正电荷被吸引到靠近电场突变点附近的导线上，成为束缚电荷，而负电荷被排斥向两侧运动；雷云放电开始后，负电荷迅速被中和，正电荷失去束缚力，以电压波的形式向两端迅速传播，形成静电感应过电压。此外，直击雷放电形成了强大的脉冲磁场，其磁力线穿过配电线路导线与大地间形成的电气回路，在线路上发生瞬间电磁感应过电压。由静电感应过电压和电磁感应过电压叠加形成的感应雷过电压，幅值可达400~500kV，已超过配电线路绝缘子和设备的雷电冲击耐压。
对于电网来说，由直击雷过电压导致的配电线路故障比较小，绝大部分雷击事故是由感应雷过而造成的危害，对配电线路会造成很大的威胁，很有可能造成线路跳闸事故。因此，对于10kV配电线路来说主要是预防感应雷击过电压。，减少感应雷过电压是配网架空线路防雷的关键。
2、降低雷击对配电线路及设备危害的对策
根据上述分析，目前减少雷击对10kV配电线路及设备危害的有效对策为：避开直击雷，降低感应雷损害。
2.1 避开直击雷
在特殊地段架设避雷线、安装避雷针或架设耦合地线等措施以避免雷电直击10kV线路的必要性和可行性，拟出基于不同地段的差异化防雷策略。配电工程设计阶段要充分考虑避开直击雷，要求10kV线路安装位置尽可能选择有利的地形条件，避免线路沿山脊布线、无避雷线跨越大河流、长距离穿越空旷水体（水库、鱼塘）或在山顶位置安装台区等。
2.2降低感应雷损害
减少感应雷过电压对10kV线路及设备造成的损害 10kV线路感应雷击事故的形成通常要经历四个阶段：线路受到感应雷过电压的作用、线路发生对地闪络、线路从冲击闪络转变为稳定的工频电弧、线路跳闸停电。针对雷害事故形成的四个阶段，要相应做好“四道防线”，即：防感应、防闪络、防建弧、防停电。
三、减少10kV架空线路雷击故障措施
1、定期巡视
定期对架空线路防雷装置、绝缘子检查，结合巡视工作做好配电线路、设备及设施的接地电阻测试检测工作，在每年雷雨季节来临前，对多雷区段的避雷装置进行巡检，雷雨季节过后，应对避雷装置的运行情况进行调查、分析和总结，装置运行3～5年后应进行接地电阻测试。
2、结合基建及修理工程对接地装置进行改造
配电运行部门应参照《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》（GB/T50064-2014）做好多雷区线路及设备的运行分析，采用防雷新技术、新方法，逐步降低跳闸率，减少永久故障的发生。
对于新建的线路及设备，应尽量避免经过速生林区。对无法避免的，应采取升高杆塔、使用绝缘导线并配合防雷措施等多种手段。对雷区黑点安装放电间隙型避雷器、或氧化锌避雷器，较少线路过电压。改造接地电阻不合格的接地电网。
杆塔接地电阻值要求满足设计要求，柱上开关、接地电阻不应大于10Ω，接地引下线应使用镀锌圆钢或扁铁可靠连接，并使用线耳压接，以便于测量接地电阻，接地体应埋在耕地0.6m以下。架空配电线路与弱电线路交叉时，交叉档弱电线路的木质电杆应有防雷措施。
2.1、增加架空地线
常采用在线路上方架设地线的方式，以降低架空线路上的电压。另外，架空地线还可增加对雷电流的分流作用，以此来达到防范10kV架空线路雷击故障的目的。
2.2、安装避雷器
安装避雷器是一个经济、简单、有效的措施，是专门用以限制雷电过电压或操作过电压以保护电气设备的一种装置。避雷器一旦在冲击电压作用下放电，就造成对地短路，随之工频短路电流（称工频续流）要流过此间隙，它以电弧放电的形式出现，当工频短路电流第一次过零时，避雷器应具有自行截断工频续流，恢复绝缘性能的能力，使电力系统得以继续正常工作，不至于跳闸停电。在配电线路上安装避雷器来防护雷电过电压是世界各国广为采用的一种方法。
避雷器的种类主要有保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器等。避雷器安装应符合要求，与地面垂直距离不小于4.5m，引线截面引上线不小于16mm，引下线不小于25mm，接地可靠。
2.3、减小接地电阻
接地电阻就是电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻，它包括接地线和接地体本身的电阻、接地体与大地的电阻之间的接触电阻以及两接地体之间大地的电阻或接地体到无限远处的大地电阻。接地电阻大小直接体现了电气装置与“地”接触的良好程度，也反映了接地网的规模。影响接地电阻的主要原因有土壤电阻率、接地体的尺寸、形状及埋入深度、接地线与接地体的连接等。
雷击时杆塔引起反击过电压，绝缘子串能否闪络，与杆塔冲击接地电阻值有直接关系，接地电阻越大，塔顶电位越高，绝缘子串上的电位差越高，越容易造成绝缘子串的闪络，甚至造成多串绝缘子串的同时闪络，导致相间短路，引起线路跳闸。
3、利用雷电定位系统分析
结合广东电网雷电定位系统，在雷雨季节对辖区内的雷电进行分析监控，制定特殊巡视计划加强巡视，在雷电过后对雷电区域线路进行特殊巡视，对发现的缺陷线路设备列入消缺计划。
四、结束语
雷电的产生是一个古老而复杂的自然现象，对人类生存生产活动的干扰一直存在，对于今天配电线路的正常运行也产生了负面的影响，防雷工作必须抓住其关键点，采取有效的防雷措施，提高配网供电的可靠性。配电线路完善、成熟的防雷能力建设不是一朝一夕就能够完成的，也不是通过某一种单纯的手段就可以实现的，这需要我们不断的努力，不断的探索，采用多样的、综合的治理方法和措施，降低雷击事故给配电线路造成的危害，更好地满足社会经济发展的需要，保障电网的供电能力。
根据上述情况，我们为了确保配电线路的安全运行，应采用有效措施减少10kV配电线路遭受雷击事故的发生率，提高供电线路的安全性与可靠性。
参考文献：
[1]中国南方电网有限责任公司中低压配电运行标准
[2]广东电网公司10kV架空线路验收规范
论文作者:王广铭
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/4/1
标签：线路论文; 过电压论文; 避雷器论文; 电阻论文; 雷电论文; 防雷论文; 绝缘子论文; 《电力设备》2018年第29期论文;