摘要:本文首先介绍了10kV配电线路感应雷过电压的特性及影响因素，分析了感应雷的保护范围。感应雷过电压会造成配电线路频繁跳闸，因此供电企业应当加强对配电线路感应雷过电压特性及影响因素的分析，保障我国供电线路的安全。
关键词:10kV配电线路；感应雷；过电压特性
感应雷过电压可以使配电线路频繁跳闸，这就会影响电力系统的正常运行，同时还会引发雷电事故。因此相关部门应当重视研究感应雷过电压的影响因素及特性，深入研究感应雷过电压的形成机理，这样才能有效减少雷击事故的发生。
1 10kV配电线路感应雷过电压特性
落雷位置不同对过电压波形以及幅值的影响也不同，配电线路两端感应雷的电压幅值会随着落雷点同线路之间的距离增大而增大。雷电流幅值只能影响感应雷过电压的幅值，不会影响其波形。感应雷过电压波头陡度和幅值会受雷回击速度的影响，而配电线路两端的感应雷过电压会因为雷电流幅度增加而增大，随着波头时间增大而减小，随着雷电回击速度增大而增大。10kV配电线路感应雷过电压幅值还会随着大地电导率的增加而减小，大地电导率较小则其对感应雷过电压的幅值影响会增强。大地电导率增大对电压幅值的影响也会降低。
相关技术分析人员可以采用不同的数值计算方法来计算雷电参数、大地参数以及感应雷过电压的影响等，减少雷电对配电线路的影响。直击雷过电压可以保护避雷器安装塔，但是没有外延保护范围，因此安装人员需要在每个输电塔上安装线路避雷器，而感应雷过电压控制可以在雷电击中大地之后迅速中和先导通道中的电流，这时通道中的电场会迅速降低，继而释放导线上的束缚电荷，使导线两侧运动而产生感应雷过电压。由此可见，工作人员在导线上放置更多的束缚电荷可以降低感应雷过电压的影响，保障线路的供电安全。
2 10kV配电线路感应雷过电压的影响因素
10kV配电线路感应雷过电压会受落雷电分布位置、雷电流参数、大地电导率以及线路参数的影响。安装10kV配电线路避雷器的目的就是减少或者消除因绝缘子闪络而引发的雷电故障，以及消除由过电压引起的绝缘子闪络。因此安装人员在安装避雷器时应当考虑避雷器的安装位置，同时还要操作过电压控制，将线路避雷器安装在操作过电压超过绝缘子串操作过电压耐受的位置。
2.1 雷电分布位置对感应雷过电压的影响
由于落雷点位置分布不同，其对感应雷过电压的影响也不同。在考虑大地损耗的情况下，当线路与落雷点位置较近时，雷击过程对供电线路产生的辐射电场损失较小，距离落雷点位置更近的部分感应雷过电压幅值更高。由于10kV配电线路会受感应雷过电压正极性垂直电场以及负极性水平电场的共同作用，正极性垂直电场对近雷击点的线路端的作用较大，而负极性水平电场对远端感应雷的影响较大。当落雷点位置改变时，随着雷击点与架空线路之间的距离不断增加，大地损耗会使线路周围电场的损失逐渐增加，这就会使架空配电线路的感应过电压幅值随间距的增加而减少。
2.2 雷电流参数对感应雷过电压的影响
当落雷点距离配电线路较近时，随着雷电电流增加，配电线路感应雷电压幅值也逐渐增加。而相对于距离落雷点位置较远的供电线路，距离落雷点位置较近的线路的电压计算最大值较大。随着雷电流波头时间增加，感应雷过电压波前陡度也会随之降低，10kV配电线路的感应雷过电压幅值会随着波头时间的增加而逐渐减小。配电线路感应雷过电压幅值会随着回击速度的增加而逐渐增加。距离落雷点较近的配电线路感应雷过电压最大值较大，而距离落雷点位置较远的配电线路感应雷过电压最大值就较小。
2.3 大地电导率对感应雷过电压的影响
由于雷电脉冲水平电场切向分量会在距离落雷点较近的配电线路产生负极性的感应雷过电压，负极性感应雷过电压减小会使供电线路感应雷过电压增加，进而使距离落雷点位置较近的配电线路感应雷过电压幅值会随着电导率的增加而减小。然而远端的配电线路的感应雷过电压幅值会随着电导率的增加而逐渐减小到零，当感应雷过电压极性反向之后，过电压幅值会逐渐随着电导率的增加而减小。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于大地损耗对水平电场高频成分影响较大，使其呈现衰减状态，因此其会导致水平电场波头极性发生改变，进而使感应雷过电压波形极性也发生相应改变，进而使距离落雷点位置较远的配电线路极性发生改变，配电线路两端的感应雷过电压最大值也会随电导率的增大而减小。当大地电导率较小时，感应雷过电压值增大还会明显减小配电线路周围水平电场幅值。当大地电导率增大时，感应雷过电压对线路周围水平电场的幅值影响也会逐渐减小。由于大地电导率较小会使感应雷过电压幅值受雷电影响程度减小，而当大地电导率增加时，配电线路受过电压幅值影响程度也会随之减小。
2.4 线路参数对感应雷过电压的影响
距离落雷点较近的配电线路的过电压幅值会随着杆塔高度增加而增加，而距离落雷点位置较远的配电线路的过电压幅值会随着杆塔高度增加而减小。当线路长度不同时，落雷点距离线路位置较近时，配电线路的空间雷电电磁场保持稳定，配电线路感应雷过电压幅值以及到达幅值所需的时间也保持稳定。而距离落雷点位置较远的配电线路的感应雷过电压到达时间会随着线路长度的增加而增大。
3 感应雷过电压保护范围
感应雷过电压保护范围主要受线路感应雷过电压实际分布情况、最大感应雷过电压与雷电流的辐射关系以及避雷器防感应雷的保护范围的影响。在雷电先导阶段会聚集大量电流，当雷电击中大地时，电荷会迅速向导线两端释放，这就会使导线上的任何一点都存在感应电压。因此如果在导线附近产生避雷器动作并且及时泄放电流就会降低导线上的感应电压，因此可以有效提高感应雷的防护作用。避雷器防护范围的保护距离会随着线路高度的增加而减少，当线路平均高度不变时，随着雷电流幅值的增大避雷器保护范围也会随之增大。
3.1 线路感应雷过电压实际分布情况
当雷电电流击中大地时，导线上的感应雷过电压主要由静电分量以及电磁分量构成。在雷电击中大地之后先导通道中的电流会被快速中和，先导通道中的电磁场也会逐渐减弱，进而释放导线上的束缚电荷，导线两侧运动也会产生感应雷过电压。先导通道中电荷产生的静电场消失会引起感应电压，由此产生的感应电压被称为感应雷过电压的静电分量，感应电压的幅值通常也会很高。雷电通道中的雷电流会在通道附近形成范围巨大的电磁场，电磁场会由于导线的感应情况而产生较高的电压，这些感应电压通常是由先导通道中的雷电流影响而产生的磁场变化导致的，这些感应电压通常也被称为感应雷过电压的电磁分量。由于主放电通道和导线相互垂直，这就使二者之间的互感较小，电磁感应也不大，所以电磁分量要小于静电分量。感应雷过电压静电分量和电磁分量最大值的出现时间不同，而且在感应雷过电压幅值的总构成上静电分量起的作用较大。架空线路中的感应雷过电压防护主要是由静电分量导致的，因此工作人员在计算感应雷过电压中首先应当考虑静电感应电压。工作人员在实际计算过程中可以假设先导通道中的电流是均匀分布的，而且空间电场主要由先导电荷形成，先导通道中的电荷在主放电时可以被迅速中和，主放电通道垂直向上而且不存在分支。
3.2 最大感应雷过电压与雷电流的辐射关系
配电线路最大感应雷电压会随着雷电幅值增加而增加，当线路高度过大时就会出现线路跳闸事故。而当线路绝缘子冲击电压耐受值一定时，线路感应雷电压超过线路绝缘子冲击电压耐受值时最小雷电流和线路平均高度是反向相关性的关系。由于杆塔高度增加线路感应雷过电压超过绝缘子冲击电压耐受值的最小雷电流也会逐渐减小，而且其在之后过程中的变化会逐渐稳定。
3.3 避雷器防感应雷的保护范围
工作人员在雷击点附近提供雷电流的泄放通道可以降低感应雷过电压，有效防止绝缘子串闪络跳闸的情况出现。当雷击点离导线最小距离保持一定时，雷击点越远线路中的最大感应雷电压就越大。工作人员在确定聚集电荷泄放通道位置之前应当使位置点感应过电压值大于避雷器的动作电压，而且在感应雷过电压大于避雷器动作之前应使其小于绝缘子串的冲击闪络电压耐受值。虽然直击雷过电压对架空线路的影响比感应雷大，但是由感应雷过电压引起的故障远远多于直击雷过电压，加强感应雷的过电压防护可以有效提高我国的供电安全。
4 总结
随着我国科学技术水平不断提高，各行各业的发展进程也不断加快，社会对于供电量的需求也不断增加，因此这就需要供电人员加强对供电线路的防护，及时采取过电压保护措施，保障用户的用电安全以及用电效率。
参考文献:
[1]黄毅.分析10kV配电线路故障及其自动化技术[J].通讯世界.2017(19)：248-249
[2] 官宝金.10kV配电线路改造过程中需解决的问题[J].黑龙江科学.2015(12)：48-49
论文作者:梁文忠
论文发表刊物:《防护工程》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/26
标签：过电压论文; 感应论文; 线路论文; 雷电论文; 电导率论文; 电场论文; 避雷器论文; 《防护工程》2018年第33期论文;