陈伟
国网四川省电力公司南江县供电分公司四川南江县635600
摘要：本文主要分析10kV配电线路防雷水平，同时提出相应的预控对策，希望能够对相关人士有所帮助。
关键词：10kV配电线路；防雷水平；预控对策
0引言
从发展越来越快的现代经济以及逐渐明晰的产业结构来看，电力能源对于社会的作用越来越大。10kV配电网络是电力系统中最为重要的组成部分，其不但能够为人们日常生活提供相应的动力来源，同时也能够满足绝大部分企业生产过程中的电力需求，所以其供电的稳定性在很大程度上影响着社会的进程。但是10kV配电线路架设范围广泛，很大一部分分布在野外等地区，非常容易受到雷电的打击，这已经成为了10kV配电线路安全最主要的威胁。所以要积极分析10kV配电线路防雷的能力，有效处理防雷措施中的缺陷，采取必要的预控对策，这对于确保配电线路的稳定运行、进一步推动电力行业的发展具有非常重要的意义。
110kV配电线路防雷水平分析
从现阶段来看，10kV配电线路大多使用的都是钢筋混凝土结构的杆塔，虽然很多经济发展较快的区域都对配置实施了优化（例如提升了高度、优化了输电线路、加强了线路绝缘性等等）[1]，降低了接地故障，但是总的来说在防雷水平方面还具有某些缺陷。目前较为常用的防雷方式主要包括如下几种类型：
（1）终端杆塔的防雷方法
对于终端杆塔来说，最为常用的防雷方法就是在配电线路的杆塔终端架设避雷器。其主要的工作原理就是在发生雷电攻击的过程中，防止线路末端部分被断开而造成入射波和反射波相等的情况。若是入射波和反射波相等，那么所有的磁场力量就都会转变成为电磁能力，从而造成电压较大的增加，进而造成跳闸或者变压器损毁的情况。
（2）架空绝缘导线的防雷方式
雷电是最为常见的自然现象之一，可以在短期内释放出非常强大的能量。一旦配电线路受到雷击的作用，线路的外绝缘层就非常容易被击穿或者引发绝缘子脱落的问题。线路受到击穿之后绝缘层就会出现针孔状，电弧的弧根会在针孔附近燃烧从而造成导线烧毁，此种情况在传统10kV配电线路中比较常见。
一般情况下可以通过两种方式来避免架空绝缘导线受到雷击而出现烧断的问题：第一，堵塞法。就是指阻止架空导线在雷击之后所发生的闪络问题；第二，疏导法。就是指将接近绝缘子区域的绝缘导线裸线化。
（3）两条线路交叉跨越防雷的方式
如果在配电线路中发生交叉跨越的情况，那么一条线路受到雷电就非常容易造成空间击穿，从而造成两条线路全部断开。特别是在两条线路不同的情况下（一条为10kV线路，另一条为110kV线路）就更为危险，因为高电压线路非常容易产生感应过电压，更容易向10kV线路进行放电，从而造成线路发生跳闸。因此一般情况下尽量防止线路发生交叉跨越的情况，特别是要防止和110kV之上的线路发生交叉跨越。
（4）同塔多回路架设线路的防雷方法
对于同塔多回路架设的线路来说，一般情况下绝缘性能是一样的，可以在多回路线路合适的位置装设避雷器，并且也会因此此种架设线路受到雷击时会对周边线路造成反击，所以使用的绝缘方式是不平衡的[2]。
2提升10kV配电线路防雷水平的相关对策
通过对10kV配电线路防雷水平分析之后能够得知，想要完全避免配电线路受到雷击是不可能的。但是可以保证在10kV配电线路发生了雷击跳闸后使得供电系统能够迅速的恢复，例如可以采用自动重合变电站等。想要提升10kV配电线路防雷水平可以从如下几方面进行：
（1）增强配电线路的绝缘性能
为了有效提升10kV配电线路的防雷能力需要增强配电线路的绝缘性能。由于瓷横担的防雷能力要比铁横担针式绝缘子高得多（在3倍左右），所以在10kV配电线路中常常采用瓷横担，对于已有的铁横担线路来说可以更换更高等级的绝缘子。另外，需要将线路中的P-10型针式绝缘子更换为FPQW-10型复合绝缘子（在转角杆位置采用P-15型针式绝缘子），这样就能够有效提升雷电冲击闪络电压（能提升到110kV）。除此之外，通过增加绝缘子片数也可以提升线路雷电冲击闪络电压，具体如表1所示。从表1可见，每增加一片绝缘子冲击闪络电压就能够提升1倍。
表1绝缘子串冲击闪络电压
（2）在配电线路上装设新型避雷设备
避雷设备的类型包括较多，在实际应用过程中要具有针对性。在丘陵以及山区地带受到地势等方面的影响出现雷击的概率是非常高的，所以可以安装避雷针进行引雷，不能采用普通的避雷器方式。通过避雷针能够有效降低10kV配电线路受到雷击的损害，尤其要注意的是杆塔位置较为特殊的区域。
对于一般的10kV配电线路来说，可以相隔6-7个杆塔装设一组硅橡胶氧化锌避雷器，此种材质的避雷器不易产生较高的电压峰值，能够有效降低80%的雷电电压故障，属于配电线路防雷非常有效的措施。尤其是对于10kV配电线路绝缘较为薄弱的区域来说更是要装设避雷器，例如特别高的杆塔、个别的金属杆塔以及铁横担、具有拉线的杆塔以及终端杆处等等。
（3）增强防雷设备的运行管理
对于10kV配电线路来说，雷电对其的伤害已经成为了常态化，所以要建立起相应的机制来加强设备的运行管理。要按照相关电力供应规定对于防雷设施实施预防性测试，从而及时发现安全隐患并且进行解决，保证电力系统的安全性和可靠性。在人工管理方面，建立起专业性的巡检队伍是很重要的。虽然雷击伤害无法有效避免，但是利用防雷巡检以及遥测工作能够进行有效预防，能够有效降低电力故障的发生机率。
（4）降低杆塔接地电阻
降低杆塔的接地电阻能够有效降低雷击杆塔过程中的电位。现阶段降低杆塔接地电阻的方式包括如下几方面：
第一，增加接地体的尺寸。从相应的理论和参考文献中能够得知，不管是何种接地体，只要增加其尺寸都能够一定程度上降低线路杆塔接地装置的接地电阻；
第二，水平外延接地体。在杆塔接地位置许可的情况下要尽量使用水平放射接地体，这样不但能够降低工频接地电阻，同时能够有效降低冲击接地电阻，能够进行有效的防雷[3]；
第三，进行外引接地。指引出接地线和埋在深井内、湖边以及树木之下等低土壤电阻率位置的接地极相连；
第四，使用降阻剂。在水平接地体周边采用高效的膨润土降阻防腐剂能够有效降低杆塔接地电阻的效果；
第五，将接地极进行深埋。采用此种方式能够避开地表的高电阻层，可以将接地极埋在地下电阻率更小的深处，可以采用竖井式或者深埋式接地极。需要注意的是，在进行埋设区域进行选择时要注意选择地下水较多或者地下水位较高的区域。如果杆塔周边具有金属矿体，就可以将接地体插入到金属矿体上，通过矿体来增加接地体的尺寸；
第六，进行土壤更换。土壤电阻率情况直接影响到电阻高低，若是采取其他方法无法有效降低电阻，那么可以通过电阻率较低的土壤来替换电阻率高的土壤，从而得到较低的接地电阻。
（5）加设自动重合闸装置
对于配电线路来说，其绝缘性能具有自恢复的性质，配电线路遭受到雷击之后，雷电闪络所造成的稳态工频电弧会使得相间发生短路，一旦开关发生跳闸后电流就会被切断，从而造成电弧熄灭。经过相应时间进行重合之后电弧不会重燃。所以通过自动重合闸装置进行安装能够有效降低线路雷击事故，具有较好的效果。从参考文献中能够得知，35kV及以下线路重合闸成功率能够达到50%-80%，所以要尽量在10kV线路的分支线路中装设重合闸装置，从而提升供电的可靠性。
（6）设置避雷线
进行有效的避雷线设置时避免雷直击配电线路的重要保护措施。在配电线路上设置避雷线能够有效分流雷电流，从而提升耐雷击的能力。对于感应雷来说，避雷线具有良好的屏蔽效果，能够有效抑制其在相导线中所产生的过电压。以往的方式都是通过同杆架设架空避雷线来实现架空线路的屏蔽保护，此种方式能够将感应雷过电压降低到原有的（1-K）倍，其中K表示为避雷线和导线间的耦合系数×冲击系数。例如对于高度为10m、间距为0.7m的导线来说，如果雷击点距离导线在50m区域，雷击的电流幅值达到100kA，如果没有装设架空地线的情况下感应雷过电压的最大值能够达到500kV；装设平均高度在11m的架空地线后，感应雷的过电压最大值能够降低到300kV，所以装设避雷线对于限制感应雷过电压具有非常大的作用。但是如果10kV配电线路设计的绝缘水平比较低的情况下，雷击架空避雷线后会非常容易造成反击闪络的情况。
（7）适当的采用消弧线圈
对于那些雷击活动较为激烈并且接地电阻很难下降的区域来说，10kV配电网可以采用电网中性点经消弧线圈接地的方式提升防雷水平。一般情况下，雷击的闪络主要会从单相闪络转变成为相间闪络，使用消弧线圈之后能够有效消除绝大部分的雷击单相闪络接地故障，不会使其转变成为持续性的工频电弧。而且一旦雷击造成两相或者三相闪络故障时，第一闪络不会引发跳闸，反而是先闪络的导线就相当于避雷线在一定程度上增加了分流及对非故障相的耦合作用，从而使得未闪络相绝缘上的电压所有降低，有效提升线路的耐雷水平。对于消弧线圈的运行参数进行正确整定能够有效降低相间闪络形成工频电弧的概率，使用消弧线圈接地之后会形成较好的运行效果，能够将雷击所造成的跳闸概率降低到原来的1/3左右。
3结束语
随着我国经济的快速发展以及城市化进程的加快，社会发展对于电力能源的依赖程度越来越高。10kV配电线路已经成为了我国最为重要的应用体系，所以对其防雷水平进行分析是非常必要的，在此基础上采取针对性的预防控制对策能够提升其耐雷水平，从而确保配电线路的正常运行，进一步推动我国电力系统的发展。
参考文献
[1]牛萍;田德宝;蒋焕宇;屠周益.雷击风险评估在防雷设计中的作用分析[J].电气技术,2016(02):15-17.
[2]张晓飞;彭友仙;史兆元;王岩.基于VisualBasic的输电线路雷击风险评估系统开发[J].电气技术,2016(04):18-19.
[3]张君琦;杨帆;郭谋发.配电网高阻接地故障时频特征SVM分类识别方法[J].电气技术,2018(03):37-43.