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摘要：新时期背景下，电网建设的速度加快，而10kV配电线路也逐渐成为组成电力系统的主要部分，在系统运行以及社会发展方面发挥着重要的作用。但是，10kV配电线路本身的绝缘水平并不高，很容易受到雷电感应过电压的影响引发一系列的安全事故，给电力设备带来了不可估量的损坏。基于此，文章以10kV配电线路为研究重点，阐述了其雷电感应过电压的特性，以供参考。
关键词：10kV配电线路；雷电感应过电压；特性；分析
随着电力系统的快速发展，电网规模也呈现出不断扩大的趋势。目前，10kV配电线路是配网建设中的重要组成，所以，运行的实际效果会对供电系统运行以及社会生产生活产生直接的影响。然而，10kV配电线路通常暴露在外部空气中，受雷击的几率较大，严重损坏供电设备。除此之外，配电线路的防雷工作正处于发展初期，所以，必须要深入分析配电线路的雷电感应过电压特性，尽可能减少雷击事故发生的几率。
一、有关雷电感应过电压的研究
从本质上来讲，雷电感应过电压具体指的就是电气设备周边的地面受到雷击以后放电。而在这一过程当中，因空间内部电磁场发生了突然转变，即便未受到雷电击中的电气设备也会形成感应过电压。将负雷电作为研究案例，由于雷云与先导通道电场中存在线路，且会形成束缚电荷。在这种情况下，先导通道内部并不会形成显著的电流，而在位于线路周边地面的时候，雷云一旦放电，那么就会将所聚集的所有负电荷马上中和，先导通道电场也会随即降低。在导线束缚电荷全部释放以后，就会沿导线两侧做出运动，这样一来，雷电感应过电压便形成[1]。在计算感应雷电过电压数值的时候，一般会考虑主放电雷电流模型，进而对距离存在差异的电磁场分布进行计算。随后，需要按照线路与电磁场耦合的关系对于相对应电磁场当中的感应过电压进行计算。
二、对10kV配电线路雷电感应过电压特性的阐释
（一）线路的最大感应过电压特性
在大地电导率、雷电流波前时间与线路对地平均高度等多种因素的影响之下会形成线路最大感应过电压，而杆塔接地电阻与回波传播速率的影响程度并不大。如果回波传播的速率提高，那么与累积点距离较近的位置，其电压则与峰值是最接近的，而且相对的 也会随之增加。然而，速率不同其所对应峰值的改变也并不是很突显，所以，在计算感应过电压的过程中，可以将者两种因素产生的影响忽略。而波前的时间如果越短，那么与雷击待凝距离较近的位置，其电压也会与峰值相接近，而且波前时间不同，其实际对应峰值差异也同样存在较大的区别。
（二）大地电导率影响的特性
从客观角度分析，大地这一导体并不理想，因为其具备电阻率。由图一可以了解到，当大地条件存在差异的情况下，线路中点与末端两个部位的电压与波形的形状存在一定的相似之处。然而，在电导率与苏子降低的情况下，线路末端的电压波形也会在初始阶段形成负峰值。由此可见，若把大地当做理想导体，那么线路中点位置至末端，其电压幅值会随之减弱，然而波形却始终保持一致。若大地有限电导率纳入到受影响范围内，那么就会跟随大地电导率的降低，电压的幅值也不断减弱，在波形方面会出现极大的变化幅度，甚至还会存在电压极性发生变化的情况[2]。
（三）概率与闪络的特性
当大地的电导率增加时，雷击线路最大的感应过电压则会随之变化而降低，而雷击次数变化的速率同样会降低。其中，感应过电压超出特定的过电压值雷击次数也同样会不断降低，与此同时，线路雷击概率以及闪络率也会不断下降。但是，在大地电导率不断提高的情况下，雷电感应闪络率与绝缘闪络等次数也同样会随之降低。在此基础上，直击雷能够直接提高线路闪络概率，究其原因，其闪络率很容易受大地电导率影响，尤其是不存在树木亦或是建筑的开阔区域，其线路雷击闪络发生的几率要更高一些。
三、10kV配电线路防雷电过电压的有效途径
（一）灵活运用新型的设备材料
在选择避雷线材料的过程中，钢绞线是最佳选择。其中，在设置线路架设结构的时候，导线应当位于杆塔最顶端，具备了引雷的主要功能。现阶段，配电线路的建设需要根据高压输电路与超高压输电路的情况，将镀锌钢绞线当做原材料制作避雷线。通常情况下，导线的截面积是25平方毫米、35平方毫米、50平方毫米、70平方毫米。其中，导线截面积越大，其避雷线的截面也就更大。除此之外，避雷线很容易在风力的作用下震动，所以，应该在容易出现震动的节点合理安装防震锤。近年来，在电力事业发展的过程中，发达国家在电力系统架设的过程中，首先会将导线应用于架空线路当中。其中，铅包钢结构导线是最主要的材料，其强度相对较高且不容易生锈，导电性能良好。在对新型材料进行应用的过程中，可以减少雷电过电压问题发生的几率[3]。
（二）优化安装施工工艺
通过合理控制保护角，能够使输电线路的绕击耐雷性能得以强化。其中，在架设线路的时候，可以使用小保护角避雷线，使导线在受到雷击以后，绕击故障发生的几率不断下降。应当有意识减小避雷线的保护角，以保证避雷线保护导线的效果有所强化，且保护导线的面积不断增加，最终实现屏蔽导线效率的提高。而在雷电流影响之下，能够使绕击电流频率得以降低，以实现减少雷击跳闸问题的目的。在这种情况下，必须要将现代化的科学技术应用于安装施工工艺当中，实现技术的全面创新，尽量减小避雷线保护角，最好处于负保护角的状态。只有这样才能够充分发挥出预防绕击现象的功效。
（三）始终遵循技术规范要求
在改造输电线路的时候，可以通过减小保护角来规避雷击跳闸几率，然而改造工作相对复杂，一定要将输电线路全面切断。其中，要改造杆塔结构，但是由于施工的周期相对较长且具有较高的技术含量，成本也较大，在操作方面存在一定的难度，因此实际的经济效益并不理想。在架设全新线路的时候，需要尽可能将保护角度减小，并且对现代技术予以合理地运用，重新规划并设计杆塔。
另外，可以外移避雷线，这样能够使避雷线与导线距离减小。但是，因为避雷线的外移，使得杆塔之间的应力增加，而其质量与基础应力也同样会随之改变，最终使得线路投资的成本不断提高。而导线内移的方式来减小保护角，则能够使杆塔尺寸降低，而输电走廊也同样能够减小，最终节省成本的投入。在避雷线高度增加的背景下降低保护角，应当适当地增加杆塔设施的数量，同样会使基础设施的建设成本提高。为此，在改造亦或是架设输电线路的时候，应当始终遵循技术规范的要求，通过对不同地区地理状况与经济发展情况的充分考虑与研究，最终选择最佳的方式来改造并架设线路。
结束语
综上所述，基于社会经济水平的全面提升，人们的日常生活质量也不断完善，随之而来的就是对电力资源的大量需求，同样也对供电的质量提出了更高的要求。其中，10kV配电线路是电力系统建设过程中的重点，其覆盖的面积较大且线路长度较长，为避免户外的线路受雷击而引发故障，必须要深入研究和分析感应雷过电压的特性，进而积极地采取防雷的措施，以保证电网运行的更加安全与稳定。
参考文献
[1]甄雄辉.10kV配电线路架设地线对雷电感应过电压的防护效果分析[J].中国高新技术企业（中旬刊）,2015(10):135-136.
[2]董广志.10kV配电线路安装避雷器后雷电感应过电压特性分析[J].消费电子,2014(24):442-442.
[3]唐军,许志荣,陈小平等.高耸建筑群对10kV配电线路感应雷雷击特性的影响[J].电瓷避雷器,2012(4):79-84,90.
论文作者:尹柏祥,张宏滕,王博浩
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/6/28
标签：过电压论文; 线路论文; 避雷线论文; 雷电论文; 感应论文; 导线论文; 电导率论文; 《电力设备》2017年第7期论文;