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摘要：10kV配电线路是城市电力系统的重要组成部分，10kV配电线路的结构复杂、绝缘水平较低，易受雷电灾害，不但雷雨天的直击雷对其伤害较大，且感应雷也容易对其产生危害，从而影响了配电网的安全稳定运行。因此，对10kV配电线路防雷措施仿真的研究具有非常重要的现实意义
关键词：10kV配电线路；雷害事故；防雷措施仿真
引言
随着电力行业的不断进步和发展，10KV 配电线路逐渐兴起，10KV 配电线路的应用虽然在一定程度上保证了供电系统的正常运行，但是很容易受到周围环境的影响造成雷击事故，一旦遭遇雷害不仅会影响整个输电线路的正常工作和人们的生活，还会带来一定的安全隐患，引发更多的安全事故；近年来，生活水平的逐渐提高，对供电的可靠性有了更高的要求，那么防雷也就成为了配电建设的必然选择。目前很多地方都出现了 10KV 配电线路的雷害事故，对整个配电网的正常运行造成了很大的影响，比如说陕西雷击造成的跳闸现象、长沙雷电造成变压器的损坏等，这些都是 10KV 配电线路雷击所引发的最为常见的事故，为了保证人们的正常生活和社会的发展，就需要对防雷措施的仿真进一步的研究，提出更加有效的防雷措施。
1 10kV 配电线路雷击过电压的种类和主要特征
（一）10kV 配电线路的雷击过电压主要分为两种，一种是直击雷过电压，另一种是感应雷过电压。直接雷过电压的产生是因为天空中的雷云直接对电力设备进行放电，从而在线路上产生比较大的电压。感应雷过电压的产生是因为天空中的雷云在电力设施的附近放电，由于距离比较近电力设施会发生了强度比较大的电磁感应现象，从而产生比较大的感应电压。（二）10kV 配电线路雷击过电压的主要特征为：根据相关数据，直击雷过电压相对于感应雷过电压对电力设备造成损害的概率更大，强大的电磁感应现象会产生超过线路绝缘部分的放电电压，直接导致线路的跳闸，造成大面积的停电事故。
2 10kV 配电线路雷击过电压的危害
10kV 配电线路雷害事故一旦发生仍然会造成一定程度的危害，尤其是对通讯线路、输电设施和配电电缆甚至对周围距离相对较近的一些建筑物。雷害事故发生时，雷害过电压会比较的高，如果超过了电气设备的绝缘体，要么会产生线路跳闸，使周围区域的电力供应突然中断，要么会造成比较严重的火灾事故或者触电事故，危机人身安全和财产安全。此时，供电企业要对电力线路和配电的设施进行施工抢修，如果雷害事故的次数比较多，有可能因为施工抢修产生的经济成本将是巨大的，给供电企业的经济效益造成损失。
3事故的原因
3.1接地装置不恰当
电力系统中的接地装置指的是接地电极以及连接导线，通过接地装置将电气装置与大地相连接，这样能够有效的保护电力装置不受到雷电的破坏，但是目前的10kV配电线路的接地装置在功能方面还存在着一定的不足，并且在实际的应用过程中没有得到维修人员定期的维修以及养护，在多变的外界环境中非常容易从出现锈蚀甚至是损坏的状况，造成了接地装置的电阻值很大，在雷电环境下，雷击电流无法顺利的导入到大地内，导致电力装置内存在了大量的高压电流，进而影响了配电线路的供电质量。
3.2绝缘子质量问题
绝缘子是一种特殊的绝缘空间，在高空的配电线路中起着非常重要的作用，如果绝缘子的质量出现问题，一旦周围的环境和电负荷条件发生变化，绝缘子的作用就会受到很大的影响，在雷击的情况下10KV配电线路就会出现接地或者相间短路的情况，从而造成整个供电系统的故障甚至瘫痪。
3.3防雷保护工作不到位
配电线路虽然处于电力系统的低压端，但是依然要加强防雷保护，一些地区忽视了这个问题，未能在线路低压端配置避雷器。一些地区配网线路中配电变压器低压端线路较长，使得雷电自低压线路流入，破坏配电变压器，造成严重的绝缘击穿问题，甚至造成变压器自身受损。
4 10KV配电线路防雷措施仿真
4.1在10kV配电线路内安装并联保护间隙
由于感应雷过电压对于10kV配电线路的安全存在较大的危害，容易导致绝缘子串闪络出现断线、线路跳闸停电、架空绝缘导线断线等等安全事故，为了提高10kV配电线路的耐雷水平，提高10kV配电线路的绝缘性，可以在10kV配电线路内安装保护间隙防雷保护措施，将保护间隙并联在绝缘子的串的两端，当遇到雷击的环境的时候，保护间隙可以系进行先行的放电，更有效的将雷电引入到大地之中，有效的避免绝缘子因为闪络出现严重烧毁的状况。在设计10kV配电线路的防雷保护间隙的时候，在设计雷击线路的时候将保护间隙放在绝缘子的两端，可以先于绝缘子串放点，捕捉到根部的引导雷电将其电流引入到大地。
4.2顶相避雷器保护仿真
10kV线路杆塔较低，位于顶端的一相受雷击的概率远远大于另两相。考虑只在顶相安装线路避雷器，其作用相当于一根架空地线，遭受雷击时顶相避雷器将冲击电流导入大地。从不同型号的绝缘子绝缘强度出发，在不同的接地电阻情况下，仿真分析在安装了氧化锌避雷器的情况下易击相的耐雷水平，得到的仿真结果如表1所示。
从上面的仿真数据可以看出，易击相安装了避雷器的杆塔，接地电阻和绝缘水平的大小对配电线路耐雷水平有很大影响。以P10、P15、P20、X45绝缘子为例，其杆塔接地电阻从40Ω减小到5Ω时，线路耐雷水平分别提高了62.7%、62.6%、63%、62.9%。以接地电阻5Ω为例，在其它条件都不变的情况下，P15、P20、X45绝缘子相比于P10绝缘子，其耐雷水平分别提高了15.6%、37.5%、54.8%。
4.3正确加装线路避雷器
避雷器的加装首先要确定避雷器的质量，避免一些淘汰失效的避雷器用到施工中，其次要根据实际的配电线路确定避雷器的保护范围。质量上跟随时代的步伐对旧的避雷器进行更换，使用更先进的设备；在线路的的分析上要建立一个仿真模型，包括绝缘子的型号、避雷器的型号、感应雷过压值等都要在仿真模型中精确的标注。例如，某地配电线路采用了针式绝缘子、YH5WS-17.5/50型号避雷器，感应雷过压值为456.564KV，然后以这些数据为基础建立了仿真模型，对加装和未加装避雷器保护杆塔绝缘子上的电压变化情况进行了分析，发现加装避雷器的线路受到雷电过电压时，10KV配电线路出现短路情况，而加装了避雷器的线路能够有效的将雷电流输送到大地，由此避雷器的使用可以有效的防治雷击事故以及雷害事故的影响；但是这一避雷器辐射范围小，如果只在杆塔安装，对周围的影响较小，所以要在出线杆、电缆端头、线路分点等地方安装避雷器，扩大避雷器的影响，更好的进行防雷。
5总结
综上所述，在电力行业飞速发展之下，10kV配电线路的发展也极为迅速，遍布范围越来越广，而在日常运行的过程中，却经常会受到雷击的影响而产生断线事故，10kV 配电线路的防雷保护是一项系统性的工作。在实际工作中，供电企业应认真分析 10kV 配电线路在防雷措施和防雷设备上存在的缺陷和不足，不断积累运行经验，寻找有效的、合理的防雷措施，降低雷击跳闸率，减少配电设备及用户设备的雷击损坏率，从而提高用电人员的安全及配电线路的安全可靠性。
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论文作者:张朝旭
论文发表刊物:《电力设备》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/19
标签：线路论文; 避雷器论文; 过电压论文; 雷害论文; 防雷论文; 绝缘子论文; 事故论文; 《电力设备》2017年第13期论文;