摘要：通过对10kV配电线路防雷的原理和保护等级的分析，介绍该如何在10kV配电系统中选择合适的配电线路防雷途径从而达到保护各种设备的安全。
关键词：10kV；配电线路；防雷
一、10kV配电线路防雷概述
（一）设备的分类
按工作原理可将10kV配电线路分成开关型、限压型和分流型（或扼流型）三种类型。
（1）第一种类型（开关型）：指瞬时过电压时电压的表现力对电流的阻碍作用小，可是当雷电瞬时过电压需要得到响应时，10kV配电线路对电流的阻碍作用就立刻变为低数值，允许雷电流通过。放电间隙（Discharge Gap）、气体放电管（Gas Discharge Tube）、闸流晶体管（Thyristor）等可以被用作此类装置。
（2）第二种类型（限压型）：指瞬时过电压时电压的表现力对电流的阻碍作用小，可是随电涌电流和电压的增加其对电流的阻碍作用会逐渐减小，10kV配电线路电流电压特性为强烈非线性。氧化锌（Zinc Oxide）、压敏电阻（Varistor）、抑制二极管（Transient Voltage Suppressors）、雪崩二极管（Avalanche diode）等可以被用作此类装置。
（3）第三种类型（分流型或扼流型）：
分流型：10kV配电线路与被保护设备的所有电阻的输入（出）端分别被连接到一起，对电流脉冲表现为对电流的阻碍作用小，但对正常工作频率表现为对电流的阻碍作用大。
扼流型：10kV配电线路与被保护设备的各个元件被导线挨个连接起来，对电流脉冲表现为对电流的阻碍作用大，但对正常的工作频率表现为对电流的阻碍作用小。扼流线圈（Choke Coil）、高通滤波器（High-Pass Filter）、低通滤波器（Low-Pass Filter）等可以被用作此类装置。
（二）防护等级
雷击的瞬间往往会产生非常强力的能量，而这些能量要采用分级泄放的方法将其倒入大地。应对直接遭遇雷击所产生的电流（亦可针对电源传输线路时遭雷击所传导的能量）可以采用第一级避雷器进行消耗多余能量，而在那些有概率发生直接雷击的场所应当进行CLASS—I的防雷措施。对于已经使用了消耗部分能量的第一级避雷器后所剩余的电压和防护设备（区内感应雷击所用），还有一些富余能量会对第三级避雷器或者设备造成威胁这就需要第二级避雷器来进一步消化这些能量。针对雷电电磁脉冲（LEMP）和经过第二级避雷器时剩余雷击的能量进行保护就需要应用第三级避雷器。
第一级防护的目的是为了限制浪涌电压超过正常数值（如将电压限制到2500V-3000V），以防电压由LPZ0区（本区内的各物体都可能遭到雷击）直接进入LPZ1区(本区内的各物体不可能遭到直接雷击)。
作为第一级防护的电源防雷器（通流量>60KA）在供电系统和大地间主要起连接作用。对于这类级别的电源防雷器的叫做CLASS I级电源防雷器，要求最大冲击容量大于100KA（限制电压<1500V），为了将浪涌电流顺利的分流到地面所以设计了这些专门为了承受雷电等大能量冲击的电源防雷器（又称SGM-B）。SGM-B作为中等级别的保护只提供限制电压， CLASS I级保护器（一级电源防雷器）主要是针对吸收大流量的电流。
为了对途经第一级防雷器的剩余电压起到限制作用（通常1500V-2000V）是第二级防护的主要目的，对各物体不可能遭到直接雷击的区域和后续防雷区实施联结。作为第二级保护的限压型电源防雷器（通流量>20KA）能抑制瞬间过电压并且可以更好的吸收剩余的浪涌能量， CLASS Ⅱ级电源防雷器（二级电源防雷器）要求最大冲击容量大于45KA（限制电压<1200V）。
将经过第一、二级防护设备的残余电压压到1000V以内是第三级防护的主要目的（也是我们的最终目的，为了不使浪涌造成设备损坏）。对于这级别的电源防雷器应为串联式且限压型（通流量>10KA）,作为第三级保护的防雷器要求最大冲击容量小于20KA（限制电压<1000V）。
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如果以上三个级别的保护还不够恰逢该设备的耐压水平又低，就需要四级或以上的保护设备了（通流量>5KA）。
二、10kV配电线路防雷的选择与配置
（一）选择原则
我们在选择10kV配电线路进行安装时，不但要考虑其安装位置还要考虑其位置与其他设备的间距是否合适，而且要首先将电网的设计考虑在内（如：TN-S、TT、IT系统等）。10kV配电线路放的太近或太远都会对设备的保护产生不利的影响（太近会使设备和10kV配电线路会产生振荡波，太远则会起不到效果）。
除此之外，选择10kV配电线路也应该将安装处的电流量考虑在内，要确保选择的10kV配电线路元器件容量大，根据从生产商那里取得的数据对10kV配电线路进行评估并将10kV配电线路的使用寿命考虑在内，选择不易老化的。
选择10kV配电线路时还应注意，10kV配电线路的最大持续工作电压（MCOV）要大于设备工作电压，然后要将可能会有暂态过电压（TOV）的这一情况产生考虑在内，一旦有这方面的可能那么10kV配电线路的电压就应该比MCOV低。在三相电力系统(220 /380 V)中只对一些特殊设备采取防操作过电压的措施（如需要保护的特殊设备或用电设备）。
（二）对10kV配电线路的保护
10kV配电线路可以进行自我保护，如果发生了短路的情况（特指在低压系统中），10kV配电线路因电流增大而发热，一旦温度达到1200°时，10kV配电线路可以自动进行热脱扣装置的动作（因热效应而动作的一种过载脱扣器），使得系统正常运行。
10kV配电线路也可以后保护，设计时一般加一个断路器在浪涌保护器前面作为对其的保护，10kV配电线路会因为长期过电压而造成短路，如果在其前面增加一个断路器的装置，那么当短路发生时断路器会自动切断主电源而保护了10kV配电线路，不会使其因为短路而受到损坏。
结语：
相关部门在制定10kV配电线路的防雷规范时，要综合考虑雷电的特点、10kV配电线路的特点与设备的特点等，全面的做好雷电防护的标准规范的制定。
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论文作者:宋晓雯
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/7
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