摘要：现阶段社会经济高速发展使得社会用电需求量不断扩增，随着与电力系统的联系日益紧密供电可靠性问题也引起了人们的广泛关注，如何保证供电系统的稳定与安全是当前电力行业亟需解决的问题。台风、暴雨和雷暴是我国影响最为严重的三大自然灾害,而电力系统由于长期裸露于空气中，因此雷击灾害是很难避免的。10kV输电线路遭遇雷击时极易导致断电，严重影响到电力系统的运行。由于地形等因素，一些交通不便地区在故障排查方面也显得较为困难，进而延误维修时间，甚至会对民众的生命财产安全造成重大威胁，在供电恢复方面也较为棘手。因此，研究了10kV输电线路的防雷保护措施具有相当重要的工程实际意义。
关键词：10kv输电线；防雷；措施
10kV输电线路是电力系统中的重要组成部分，为保障电力系统能够安全稳定运行，需要完善输电线路的保护功能，从而减少雷击等自然灾害引起的电力系统故障。雷击事故引起高压输电线路跳闸，不仅增加了输电线路和设备的检修工作量，影响电力系统的正常供电，而且会造成输电线路上的雷击感应电流侵入变电所和发电厂的出线间隔，引起设备损坏。10kV输电网络结构复杂、绝缘水平低，受雷电的威胁较大。因此，10kV输电线路防雷保护可以有效降低雷击发生的几率，减少雷电跳闸率，保护变电站和发电厂的电力设备安全工作，是电力系统安全稳定运行的一项关键技术。
1、影响输电线路耐雷水平的主要因素
1.1杆塔接地电阻对输电线路耐雷水平的影响
杆塔电感和杆塔接地电阻影响输电线路杆塔雷电冲击点的位置，降低杆塔接地电阻可以提高线路耐雷水平，但对防止输电线路绕击影响不大。杆塔冲击接地电阻远小于避雷线的波阻抗，当雷电击中杆塔时，一部分雷电流会通过杆塔入地，另一部分会沿避雷线流向相邻杆塔。
1.2线路档距对输电线路耐雷水平的影响
当雷电击中杆塔后，雷电流会沿输电线路在杆塔问传播。当线路档距变化时，雷电流在杆塔间的传播时间将发生变化，从而使输电线路的耐雷水平发生变化。因此，增大线路的档距将影响其耐雷水平。
1.3杆塔高度对输电线路耐雷水平的影响
输电线路中杆塔的高度将影响线路的耐雷水平，这主要包括两方面的原因，一是杆塔越高，将会增加引雷面积，增加着雷次数；二是雷击杆塔时，雷电流沿塔传播至接地装置，引起发射波返回塔顶的时间增加，这使塔杆点位升高，并出现反击现象，从而引起线路耐雷水平下降，造成输电线路跳闸率增大。因此应尽可能降低杆塔高度，从而降低输电线路反击跳闸率。
1.4杆塔波阻抗对输电线路耐雷水平的影响
杆塔的波阻抗是1OkV输电线路防雷设计中的重要参数，输电线路杆塔的波阻抗对反击耐雷的影响很大，通常情况下，杆塔的波阻抗与输电线路的反击耐雷水平成正比例变化。
2、10kV输电线路的防雷保护的主要措施
我国的架空输电线路纵横交错、绵延数千公里，分布在广阔的地面上，其中多数输电线路地处旷野，很容易受到雷电的直接侵害。输电线路的实际运行经验表明，由于雷击输电线路造成的跳闸停电在电网事故中占有较大的比例。此外，输电电路产生的过电压会通过输电线路进入发电厂和变电站，引起设备损坏。目前，输电线路中的防雷保护措施主要包括下面几种方式。
2.1提高线路的绝缘水平，降低闪络概率
输电线路雷击闪络率计算主要考虑两方面因素：一是感应过电压计算，二是绝缘子闪络判据。雷击闪络率的计算需要采用统计方法，雷击位置沿导线平行和垂直两个方向分布，雷电流和雷击位置是两个相互独立的随机变量。
2.2架空绝缘导线雷击断线的防护措施
通过对雷击架空绝缘线路断线事故的机理研究，提出了三种预防措施。
1)提高局部绝缘水平在绝缘导线固定处加厚绝缘，加强局部绝缘水平，如图1所示。这样可以使放电只能在绝缘边沿处或是击穿绝缘皮后再击穿导线，这种方法可以有效提高输电线路的冲击放电电压。
图1加强局部绝缘示意图
2)安装避雷器
避雷器的使用对于增强输电线路的耐雷水平、减小输电线路雷击跳闸率以及防止易击段和易击塔线路绝缘子雷击闪络。在10kv输电线路上安装线路型避雷器的主要作用是：①在雷电活动相对频繁和降低杆塔电阻较困难的输电线路区问，以及对输电线路的防雷保护有特殊要求的地段；②在输电线路沿线装设线路型避雷器从而深度限制沿线的操作过电压水平；③在输电线路与发电厂和变电站的电气装置构架出的终端塔上架设避雷器，能够避免雷电流侵入发电厂和变电站，有效保护电气设备。
3)在绝缘子两端并联放电间隙防止绝缘层击穿
可以采用如图2所示的方法，在架空绝缘导线的绝缘子两端并联保护间隙，将间隙的放电电压调整到略大于绝缘子的冲击电压时，输电线路的雷电放电将会发生在保护问隙内。这种方法可以有效防止绝缘导线被击穿，解决了绝缘导线的雷击断线问题。
图2绝缘子两端并联间隙
2.3采用合适的中性点运行方式降低10kV输电线路雷击建弧率
为了实现配电网接地电流促使接地电弧熄灭，可以选用中性点经消弧线圈接地的中性点运行方式，这种方法能够实时对电网中电容器的电流进行测量，自动补偿电流，将残流控制在一定范围内，有效降低了电弧故障建弧率，提高了输电线路的可靠性。
2.4装设自动重合闸装置对10kV输电线路进行保护
由于输电线路的绝缘具有白恢复性能，当输电线路发生雷击闪络事故后，在一定时问内会自动消除。因此，采用自动重合闸装置可以有效降低输电线路的雷击事故率。采用自动重合闸装置在输电线路的正常运行和提高供电可靠性方面起到了积极作用，是输电线路防雷保护的一项重要措施。应该加强对输电线路故障的巡视、分析、判断和处理。
2.5降低杆塔接地电阻对10kV输电线路进行保护
杆塔电感和杆塔接地电阻影响输电线路杆塔雷电冲击点的位置，当杆塔的型号、尺寸以及绝缘子的数量、型号确定后，采用降低杆塔接地电阻的方法对于增强输电线路的耐雷水平和减小反击概率是十分重要的。降低杆塔接地电阻的方式主要有以下几种方法：1)使用降阻剂可以在杆塔的接地极周围敷设降阻剂，从而有效降低接地电阻。这种方法主要是通过增大接地极外形尺寸，从而降低与附近大地介质之间的接触电阻。2)使用爆破接地技术爆破接地技术是一种新兴的降低接地电阻的有效方法。它是通过爆破制裂，将低电阻率材料压入爆破裂隙中。这种方法可以在较大范围内改善土壤导电性能，从而降低接地电阻。3)扩大接地网面积接地网的接地电阻与接地网面积的平方成反比例。通过增加接地网面积，可以有效降低接地电阻，但这种方法需要消耗的金属材料多，从而增加了输电线路防雷保护的成本。4)外引接地这种方法是将主接地网与附近区域的某一低土壤率区域敷设的辅助接地装置相连接，从而使整个接地系统的接地电阻阻值降低。这种方法的缺点同样是将会增加防雷保护的开发成本。当接地装置附近有导电良好的不冻的河流湖泊，则采用外引接地的方法是一种合理的选择。在设计安装时，需要考虑连接接地极干线自身的电阻，因此外引接地极的长度一般不宜超过100m。
3、结语
10kV配电网是电力系统与用户直接相连的重要环节．其运行环境较为复杂．因此应重视配电网管理，使之具有较高的技术、经济指标，增强供电能力，更好地满足本地区经济发展的需要。
参考文献：
[1]罗婧.实例研究10KV配电线路防雷现状、问题及对策[J]．电子世界，2017，(01)：129+131．
[2]郑学林．10kV城郊配电线路防雷措施的研究[J]．科技尚品，2015，(07)：48+52．
论文作者:王献森
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/4
标签：杆塔论文; 线路论文; 电阻论文; 雷电论文; 防雷论文; 输电线论文; 绝缘子论文; 《电力设备》2019年第2期论文;