摘要：随着国家经济的快速发展，配电网工程建设规模逐渐扩大，配电网运行稳定性影响因素较多，比如技术因素、人为因素、环境因素等等。而在环境因素中，雷电的影响较大，不仅会造成停电现象，甚至会引发严重的火灾，影响配电网运行质量。因此，在建设配电网时，需要加强防雷技术的实施，保护国家公共财产以及社会个人财产的安全。
关键词：10kV配电线路；防雷保护间隙；设计
引言
10kV配电线路在电力系统中是相对比较接近于用户的，在配电网络中是重要的一环，这种线路质量相对可靠、性能能够正常发挥，能够保证配电系统正常运行。但是普遍10kV配网线路绝缘水平普遍都比较低，在架空的低压线路中没有较为特别的防雷装置，难以抵抗一些雷雨天气等的影响，因此，要对其采用一定的防雷技术。对10kV配网线路的架空导线在防雷设计过程中的要点以及10kV的线路受到雷击产生的危害进行了详细阐述，以保证用电安全。
1 10kV配电线路遭受雷击的原因
1.1避雷装置安装质量不过关
配电变压器以及相关线路都会安装氧化避雷器作为雷击防护措施，一方面配电线路大部分是以架空形式存在的，并且涉及范围很广，无法为所有的电线配置避雷器。另一方面，避雷装置安装质量不合格，也会导致防雷无效。主要指的是避雷器接地效果，只有做好接地工作，雷击发射的电流才能安全导入大地，不会对周围的物体造成损坏。但这些接地装置是有使用周期的，相关的防雷作用也会逐渐失效，在使用中，接地线不会保持完整，接地极也会发生氧化反应，接地网覆盖范围有限，范围之外的位置照样遭雷击。接地体的埋设深度也会对其分散电流的作用效果产生影响。10kV配电网中的配电线路多为裸导线，在通电的情况下十分危险。对此，安装防雷器时，不能直接安装在外围，避雷器需与有导电作用的裸线相连接。但是单桩位置的绝缘导线在后期使用时会出现不同程度的损坏，裸线裸露严重，弱化了绝缘导线的绝缘效果。另一方面绝缘导线在接受雷击作用的过电压时，容易在一时间形成短路，这会导致导线中的工频续流电弧无法分散，最终导致导线被击穿，击穿的位置就在工频续流电弧集中的地方。
1.2配电线路的地理位置不利于防雷
配电线路地理位置处的地理环境等也会对防雷效果产生影响。比如如果配电线路在山区或地势比较复杂的地区，就很难对防雷接地装置进行安置，接地电阻和接地极也无法发挥相关效果。再如如果线路在矿产区上空，地下的金属矿产则会成为重点防雷区的罪魁祸首，防雷保护装置作用有限。还有如果配电线路在铁路附近，铁轨也会成为线路雷击的罪魁祸首。
1.3绝缘子作用失效
主要指绝缘子发生污闪，绝缘效果削弱。污闪中的污主要指绝缘子长期暴露在空气中，各种杂质都会粘附在绝缘子表面。在雷雨天气作用下，雨水会将这些污物淋湿，雷击后，就会发生污闪，绝缘子就会失去绝缘效果。
2 10kV配电线路防雷保护间隙设计
2.1配电线路中断的机制
在电网运行过程中，如果雷电过电压击穿电力线路绝缘层，则绝缘层会呈针孔状，持续的工频短路电流电弧会受到周边环境绝缘的阻隔，在针孔位置，弧根会燃烧，在较短时间内，导线就会被烧断。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通常情况下，在工频续流烧断导线或者绝缘子损坏之前，就会引发断路器发生动作，切断电弧。因此，为了避免雷电灾害造成断线故障，必须及时切断雷电流所造成的工频续流。过去，在进行10kV配电线路防雷过程中，直接安装氧化锌避雷器，这样虽然能够有效防止雷击断线以及绝缘子闪络，但是，由于避雷器在较长时间内需要承载较大电压，因此避雷器的使用寿命也会受到不良影响，容易造成线路重合闸失败。
2.2 10kV配电线路防雷保护间隙的确定
本文选用氧化锌避雷器，以此为依据进行防雷保护间隙设计。本次设计思路为，当配电线路受到雷击影响时，对外间隙放电，在避雷器限流元件的作用下，雷电流可以被释放。由此可见，为了避免绝缘线受到损坏，可使用限流元件。（1）雷击过电压。在空气间隙完成冲击方面，其所需要的时间不仅与保护间隙的结构形式有关，同时也与电压大小有一定的关联。通常情况下，当电压不断升高时，空气间隙击穿的发生率也会不断提升，而当电压达到一定值时，空气间隙一定会被击穿。例如，某配电线路运行过程中受到外部天气的影响，遭受到多次雷击，这时绝缘子50%输出电压为122kV，在保护间隙雷击作用下，50%输出电压为102kV，因此，只要电压能够控制在101.87kV以内，即可对绝缘子形成保护。（2）操作过电压。配电线路运行稳定性容易受到绝缘击穿的影响，主要是由操作过电压所造成的，而操作过电压则是由配电线路的电感元件以及电容元件所产生的。在电力系统中，有很多变压器、发电机、抗电器等等，当电力元件的运行情况发生一定的变化时，电感元件和电容元件就会对由电源所产生的能量进行转换，与此同时，还会产生大于供电电压的操作过电压。在配电线路运行过程中，如果受到操作过电压的影响，则在右波前时间就会发生空气间隙击穿，空气间隙在不同的波前时间有着50%击穿电压的最小值。如果保护间隙不断增大，则极小值所对应的波前时间也会随之不断增大。在10kV配电线路的实际运行过程中，最大操作电压应该为40kV，空气间隙以及绝缘子串的击穿电压与雷电冲击电压大致相同。另外，还需要注意的是，操作冲击电压的击穿电压大于雷电击穿电压的分散件，要求必须达到47.04kV。（3）保护间隙的形式。保护间隙的外形有圆形和柱形两种，如果采用圆形间隙，则需要将绝缘体制作成为环状，然后将两个环状结构配合使用，注意在两个环状结构之间保持一定的距离，通过应用环状绝缘体，能够达到平衡绝缘的效果。另外，柱形绝缘结构是由两个圆形结构所组成的柱形电极结构形式，两个电极之间也需要保持一定的间距，同时，在圆形结构的上部位置还应该安装球电极间隙，而球电极间隙是由两个金属电极制作的，其在实际应用中能够避免被烫伤，满足18～21.06mm范围保护间隙要求。（4）绝缘子串电压分布。对于绝缘子串电压分布的计算，一般需要应用ANSYS有限元分析软件，ANSYS具有良好的数据处理和分析能力，在ANSYS软件中输入相关数据，即可构建出电磁场分析模型。通过对电磁场模型进行分析，即可准确计算出电磁场量。通过应用泊松方程，可以对绝缘子串电压分布点进行计算，同时通过与保护间隙绝缘子串的计算，即可得出间隙值，最后根据保护间隙绝缘子安装保护效果与不安装保护效果进行比较，还能够对结果进行改善，进而满足实际需要。
结语
综上所述，随着社会经济的快速发展，社会各界对于电能的需求量不断提升，电网工程数量不断增加，配电线路建设规模也在不断扩大，同时，人们对于电力工程建设质量的要求越来越高。配电线路是电力系统中十分重要的组成部分，配电线路运行安全性和稳定性直接影响电力系统的供电效果。但是，配电线路一般建设在室外环境中，运行环境复杂，容易受到环境因素、人为因素、气候因素等的影响下，尤其是雷击灾害，容易造成配电线路元件、线路受到损坏，进而造成配电线路运行质量降低。
参考文献
［1］蒋远能.关于10kV配电线路防雷保护间隙的设计探讨［J］.中国科技投资，2018，7（6）：102-109.
［2］吴樱昌.关于10kV配电线路防雷保护间隙的设计［J］.通讯世界，2018（4）：170-171.
论文作者:田虎
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第10期
论文发表时间:2019/9/25
标签：间隙论文; 线路论文; 绝缘子论文; 防雷论文; 过电压论文; 电压论文; 避雷器论文; 《当代电力文化》2019年第10期论文;