摘要：电网中10kV输电线路分布广，并且结构复杂，具有绝缘水平低的特性。相关研究表明雷击所引起的跳闸次数占据10kV输电线路跳闸总次数相当大的比例。因此为了保证电网运行稳定和安全，要加强10kV的防雷防护工作，研究更有效的防雷措施。本文基于10kV输电线路防雷的角度进行探讨输电线路设计原理和10kV输电线路被雷击破坏的可能原因，以提出高效的防雷措施。
关键词 10KV输电线路；防雷措施；电力系统；用电安全
0 引言
随着社会进步，电器的改进和使用越来越频繁，对电源的稳定新要求也越来越高。10kV输电线路能否安全运行，关系到电能输送的稳定与质量，关系到输电设备以及用户设备安全，还存在巨大的经济效益。电网中10kV输电线路分布广，并且结构复杂，具有绝缘水平低的特性。相关研究表明雷击所引起的跳闸次数占据10kV输电线路跳闸总次数相当大的比例。因此为了保证电网运行稳定和安全，要加强10kV的防雷防护工作，研究更有效的防雷措施。本文基于10kV输电线路防雷的角度进行探讨输电线路设计原理和10kV输电线路被雷击破坏的可能原因，以提出高效的防雷措施。
1 10kV输电线路的雷击原因
1.1 10kV 输电线路雷击过电压形式
雷击过电压又称外过电压、大气过电压。由大气中的雷云对地面放电而引起的。又分直击雷过电压和感应雷过电压两种。雷击过电压的持续时间约为几十微秒，具有脉冲的特性，故常称为雷电冲击波。
（1）直击雷过电压
雷云击中电工设备导电部分如杆塔、电力装置等物体时，强大的雷电流通过导电设备形成泄入通路，导入大地，称为直击雷过电，在该导电设备上形成的很高的电压降则称为直击雷过电压。通常直击雷过电压可达上百万伏，会使电工设施绝缘装置遭到破坏，引起短路接地故障。
（2）感应雷过电压
当雷电击中的不是电工设备导电部分，而是击中线路附近的地面时，由于空间电磁场的剧烈变化，使未遭受雷击的导电设备感应产生过电压，在导线上由于电磁感应就形成了感应雷过电压。感应雷过电压又分为静电分量和电磁分量。静电分量是由先导通道中雷电荷所产生的静电场突然消失而引起的感应电压，其值可以达到很高。电磁分量是由先导通道中雷电流所产生的磁场变化所引起的感应电压。而主放电通道和导线相互垂直，电磁感应不强烈，因此电磁分量可以忽略不计，静电分量起主要作用。据研究统计，输电线路遭受感应雷过电压和直接雷过电压的概率比值为4:1，因而感应雷过电压是输电线路的防雷主要研究对象。
1.2 雷电的危害
雷电活动通常会伴随的是巨大的能量释放，具有极大的破坏性，雷电流高压效应产生的高达数万、数十万伏的冲击电压，对电工设备瞬间冲击，可以击穿绝缘装置，使设备发生短路；高热效应可以放出的强大电流，产生大量热能，导致雷击点及附近金属熔化；静电感应则使被击中物导体感应产生大量与雷电电性相反的电荷，产生很高电压并放电，这些都可以导致火灾和爆炸的发生。机械效应则表现为被雷击物体发生爆炸、扭曲、崩溃、撕裂等现象，造成人员伤亡和财产损失。
1.3 我国电力系统现状
我国电力系统中高压输电线路的6~35kV电压段雷害事故发生频率较高，绝大多数没有装备避雷线，大部分10kV输电线路只有1~2片绝缘子，长度仅为0.1m，线路自身绝缘水平低。10kV线路的耐雷水平仅为5kA 左右，临界闪络电压仅为75kV，如若发生雷直击线路，很容易产生冲击闪络，发生闪络事故。目前我国输电网大多采用中性点不直接接地方式，其优点是发生单相接地故障时可以继续运行 0.5~2h，减小和推迟用户断电的可能和时间，提高了供电可靠性。然而，随着电缆和架空线路的增多，输电网出现单相接地故障后，由于接地电弧无法自行熄灭而造成相间短路；还有可能产生断续性弧光接地，引起3~5倍相电压强度甚至更高的弧光过电压，致使整个输电网绝缘薄弱的设备放电击穿，造成设备损坏，引起大范围断电甚至火灾。
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1.4 雷击的原因
综上所述，10kV 输电线路发生雷击的原因主要以下几点：
第一，导电设备绝缘水平低：雷击放电时，输电线路达不到绝缘水平，导致线路被击穿；
第二，防雷水平落后：少数地区防雷措施落后，甚至尚无法进行有效的防雷处理；
第三输电线路设计安装不合理，防范措施不到位。
2 10kv输电线路的防雷措施
10kV输电线路是输电线路的重要组成部分，10kV 输电线路能否安全运行，关系到电能输送的稳定与质量，关系到输电设备以及用户设备安全，还存在巨大的经济效益。雷害事故的发生，会使质量与稳定受到影响，从而可能造成输电线路的输电设备损坏，导致大面积断电，甚至造成用户的经济损失，如有不慎甚至还会带来人员伤亡，影响和破坏正常的工农业生产活动。针对10kV及以下输电线路没有架空地线，电压等级低，线间距离也较小，输电网绝缘水平较低等特点，从雷击过电压的形成和10kv输电线路雷击破坏后的现象，提出了相应的防雷措施。
第一，安装避雷线。在10kv输电线路防雷保护过程中，避雷线有防雷作用，主要防止绝缘层受到雷击，一方面对输电线路起到屏蔽耦合的作用，另一方面对雷电流起分流作用，可以降低闪络事故发生的概率。避雷线在宽敞的地理环境中有较好的效果，如果地理位置不满足要求，避雷线可能会出现防雷反效果；且避雷线成本相对较高，所以排查安装时应注意环境实用性。
第二，提高输电线路的绝缘能力。根据10kv输电线路的实际运行环境，安装必要的绝缘设备，提高线路绝缘性能，并定期检查接地装置，加强对设备的维护，及时淘汰质量不达标的设备，确保线路绝缘水平不低于防雷标准，减少输电线路雷击的频率。
第三，保护电气设备。电气设备主要有变压器、输电开关、线缆三部分，在输电线路的运行中发挥了主要作用。雷电发生时，电气设备周围会产生电磁感应效应，严重时会烧毁电气设备，引发火灾。因此需要根据电气设备的实际运行状况，合理选择防雷装置。
第四，架空线路的防雷措施。架空线路是10kv输电线路的一部分。主要指架空明线，架设在地面之上，通常用绝缘子将输电导线固定在直立于地面的杆塔上来传输电能，遭受雷击的概率较大，是防雷工作的重点。保护过程中要注意以下几点：①采用绝缘线路，完善架空线路的结构，避免雷电击穿绝缘层，保证内部导线的稳定；②针对架空线路敏感部分，安装避雷器，提高其整体稳定性，切断雷电传输；③调整放电间隙，疏导雷击放电。并联方式的绝缘子，为保护线路安全留有放电间隙，调整控制间隙电压，促使间隙电压高于雷击电压，将雷击放电控制在间隙位置，提高架空线路的抗雷击能力。
第五，需要注意安装避雷器的装置和部位有：①输电线路分支处的杆塔；②雷害事故多发段的杆塔；③输电变压器、刀闸、柱上开关等处；④在架空绝缘线路和电缆线路的转换处；⑤在线路的 T 接处。
3 结论
10kV输电线路是输电线路的重要组成部分，10kV输电线路的安全运行，关系到电能输送的稳定与质量，关系到输电设备以及用户设备安全，还可以带来巨大的经济效益。如果发生雷害事故，会使用电的质量与稳定受到影响，从而可能造成输电线路的电气设备损坏，引起跳闸、短路等现象，导致大范围停电，甚至造成用户的经济损失，如有不慎甚至还会带来人身伤亡，影响和破坏正常的工农业生产活动。加强有效的防雷举措，加大对10kv输电线路严格的防雷控制和处理，增强10kv输电线路的抗雷能力，有利于保障电力系统整体安全和稳定运行，也可以有效减少不必要的损失和伤害。
参 考 文 献（References）：
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论文作者:赵正强
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第03期
论文发表时间:2019/6/17
标签：线路论文; 过电压论文; 防雷论文; 雷电论文; 设备论文; 避雷线论文; 电压论文; 《当代电力文化》2019年第03期论文;