孫秋雅 唐星晨 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司句容市供電分公司

進(jìn)入21世紀(jì)以來，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展日益迅速，在這樣的背景下，我國電力系統(tǒng)的整體水平得到了不斷地提升，也不斷地滿足著不同用戶的用電需求。但是，由于受到各類外界因素的影響，用電系統(tǒng)的穩(wěn)定性會(huì)受到極大的影響。在目前的10KV配電線路的運(yùn)行過程中，雷電故障發(fā)生的頻率逐漸增高[1]，該故障類型也引起了人們的關(guān)注。從用電安全的角度來說，保證配電線路的安全性與穩(wěn)定性不但能夠可以高效、持續(xù)地為用戶供電，而且還能夠有效地提升電力系統(tǒng)的安全效果。

一、10kV配電線路概述

（一）10kV配電線路發(fā)展現(xiàn)狀

10kV配電線路是我國電力系統(tǒng)的主要方式，廣泛應(yīng)用于城鄉(xiāng)地區(qū)。對于城市10kV配電線路，人流相對較大，因此必須反復(fù)考慮人們的安全。在大多數(shù)情況下，城市10kv配電線路通常是電纜配電。架空線路經(jīng)常用于農(nóng)村地區(qū)或城鄉(xiāng)結(jié)合的地區(qū)的配電。10kV配電線路的運(yùn)行環(huán)境多為室外，布局點(diǎn)較多，大大增加了運(yùn)行維護(hù)的難度。此外，由于許多外部因素的影響，故障會(huì)及時(shí)發(fā)生，影響用戶的正常電源。如果情況嚴(yán)重，甚至?xí)斐蓢?yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和傷亡。此外，不同地區(qū)10kv配電線路設(shè)備差異很大，供電過程復(fù)雜，大大增加了10kv配電線路故障的可能性。因此，工作人員必須具有高度的專業(yè)精神，及時(shí)查明故障的原因和地點(diǎn)，并進(jìn)行有針對性的處理，以減少故障造成的影響和損失。

（二）10kV配電網(wǎng)線路的特點(diǎn)

（1）線路分布復(fù)雜。當(dāng)前，大部分10kV配電網(wǎng)系統(tǒng)的分布非常復(fù)雜，特點(diǎn)是長線路、多重點(diǎn)、面積大。一般來說，10kv配電線路長時(shí)間在室外運(yùn)行，因此許多因素對其產(chǎn)生不利影響。此外，配電線路經(jīng)常出現(xiàn)各種常見故障，使故障排除和維修變得困難，導(dǎo)致檢查和維修失敗。一般來說，一條干線包含許多支線，向各個(gè)方向輸送電力資源。巨大、復(fù)雜、分布廣泛的電路特性阻礙了電力信號的傳輸。因此，當(dāng)線路的某個(gè)位置出現(xiàn)故障時(shí)，很難及時(shí)定位和檢測故障，導(dǎo)致故障無法快速解決，加深了故障的影響。（2）地球的容量很大。對于節(jié)約的電流，地球的容量可以正確地將它排出。當(dāng)?shù)孛嫒萘吭黾訒r(shí)，分流效應(yīng)越來越強(qiáng)，相反，電流信號逐漸減弱。10kv配電網(wǎng)分布范圍廣，復(fù)雜，線路延長長度很長，這也是其在地球上容量大的原因。該問題導(dǎo)致并聯(lián)動(dòng)作影響下的節(jié)電信號難以檢測，增加了維修人員故障定位檢測的難度，影響了電路運(yùn)行的穩(wěn)定性。（3）接地電阻較大。通常，當(dāng)配電線路運(yùn)行時(shí)發(fā)生接地故障時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一些電阻，但如果產(chǎn)生的電阻過高，則會(huì)影響配電故障的評估、定位和檢測，降低電路的信號強(qiáng)度，并阻止及時(shí)檢測故障。同時(shí)，目前大部分10kV配電線路塔均由石灰材料組成，這也提高了故障發(fā)生時(shí)的阻力，影響了故障檢測和定位。

二、10kV配電線路出現(xiàn)雷擊原因

雷擊主要指的是雷云之間或者通過雷云對于整個(gè)地面物體進(jìn)行輻射放電的一種光學(xué)物理自然現(xiàn)象。當(dāng)10kV配電線路穿越較高建筑物或其他物體時(shí)，這些較高的建筑物或其他物體最容易落雷，造成10kV配電線路直擊雷的發(fā)生。當(dāng)10kV配電線路遭遇直擊雷或發(fā)生感應(yīng)雷，如果沒有對線路進(jìn)行防雷保護(hù)措施，將會(huì)直接造成配電設(shè)備嚴(yán)重破壞，甚至可能造成重大人員傷亡。感應(yīng)雷過電壓是配電線路雷擊故障中發(fā)生頻率最高的一種故障類型，即在雷云劇烈的摩擦放電之前，配電線路上的正電荷被電場突變點(diǎn)周圍的導(dǎo)線所吸引，從而變成了束縛電荷，在這種物理變化之中，雷電中大量的電荷會(huì)進(jìn)入到配電線路之中，并且沿著線路進(jìn)行移動(dòng)。當(dāng)雷電開始放電的時(shí)候，負(fù)電荷就會(huì)在瞬間被中和，正電荷的束縛力也會(huì)瞬間消失。所以，在配電線路中，正負(fù)電荷將會(huì)以電壓波的方式快速地向配電線路的兩端進(jìn)行擴(kuò)展。與此同時(shí)，在直擊雷放電之后，在配電線路上會(huì)形成非常強(qiáng)烈的脈沖磁場，該磁力線可以透過配電線路的導(dǎo)線跟地面上形成一個(gè)電氣回路，也就會(huì)產(chǎn)生瞬間的感應(yīng)雷過電壓，它的電壓值會(huì)達(dá)到500kV左右[3]，將會(huì)對配電線路造成非常大的破壞。所以，在目前的配電線路雷擊故障預(yù)防措施中，改善這種感應(yīng)雷過電壓是最主要的工作內(nèi)容。

三、10kV配電線路防雷措施研究

（一）加裝避雷針

避雷針主要是專門用于防止露天設(shè)備、配電設(shè)備和比較高大型建、構(gòu)筑物遭遇直擊雷的裝置。它由受電尖端（接閃器）、接地引下線和接地裝置三部分構(gòu)成。避雷針利用其屹立地面的有利位置，當(dāng)附近空中有雷電放射時(shí)，把雷電流引向自身，并通過大地泄放，避免所在建筑物遭遇雷擊損壞。但傳統(tǒng)的避雷針需要經(jīng)常地養(yǎng)護(hù)，我國研制的氧化鋅避雷針能夠?qū)崿F(xiàn)全面保護(hù)10kV配電線路安全的目的，避雷針引雷和防雷是目前我國10kV配電線路最為常用的一種防雷技術(shù)手段。

（二）降低桿塔與土壤的接地電阻

在10kV配電線路，常使用以下兩種措施來降低接地電阻：一是對于水平的接地體，如果在其接地體附近存在一些導(dǎo)電性較好的泥土、河道、湖泊等就可以考慮采用這種方法。該方法使用距離要求相對較遠(yuǎn)，長期與泥土等物質(zhì)的接觸極易發(fā)生腐化，若使用需要定期維護(hù)和調(diào)換。二是使用接地降阻劑，在整個(gè)水平接地體周圍添加降阻防腐劑，可降低土壤電阻，高效膨潤土是最常用的降阻防腐劑，同時(shí)對接觸的接地體起到一種更好的土壤抗蝕和增強(qiáng)防腐蝕的作用，在加水后還能以較大的體積倍數(shù)膨脹，降低了接地體與土壤接觸電阻，能夠有效降低水平接地體周圍土壤的接觸電阻，是廣泛使用的降阻方法。

（三）提高線路絕緣水平

為了有效地解決雷擊線路跳閘問題，可以采用加強(qiáng)線路絕緣的方式，這種方式的應(yīng)用效果比較明顯，廣泛應(yīng)用到了實(shí)際工程領(lǐng)域中。從具體實(shí)施上來看有兩個(gè)方面，其一是提高絕緣子數(shù)量；其二是利用架空絕緣導(dǎo)線、瓷橫擔(dān)等方式直接替換裸導(dǎo)線。相同條件線路雷擊絕緣能力水平相同條件下，采用瓷橫擔(dān)可以有效率地降低不同線路受到雷擊導(dǎo)致跳閘的概率。提高配電線路的裸絕緣技術(shù)水平，可以提高線路在直擊雷和感應(yīng)雷過電壓下的防雷性能。參照有關(guān)仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果，增強(qiáng)絕緣性，有助于改善在兩種過電壓情況下的防雷效果。受到雷電過電壓的影響，耐雷水平與絕緣子片數(shù)存在正相關(guān)的關(guān)系，在建弧率降低之后有助于減小跳閘事故的發(fā)生。研究表明，絕緣子內(nèi)片的數(shù)量直接影響到線路性能高低，一般可以通過線性關(guān)系進(jìn)行描述，增加絕緣子有助于達(dá)到更高的耐雷水平，可以將跳閘率控制在較低的水平。

（四）自動(dòng)重合閘與線路防雷保護(hù)

電纜配電線路上的一次雷擊放電故障，約80%以上的都是瞬時(shí)性的。配電電纜線路直接遭受閃電雷擊時(shí)，線路上的絕緣子在較大雷電的通過電壓下也會(huì)發(fā)生的雷電閃絡(luò)，此時(shí)線路絕緣只是暫時(shí)的失去其絕緣性能，在大多數(shù)的情形，弧道電離消除的時(shí)間不超過0.2-0.3s，經(jīng)此時(shí)間之后，線路絕緣即完全恢復(fù)其電氣強(qiáng)度，并允許在正常的運(yùn)行電壓下重新合閘。在雷擊故障跳閘和自動(dòng)重合之間的時(shí)間間隔很短，即故障停電的時(shí)間很短，因此對各種用電設(shè)備的正常工作，幾乎都不會(huì)感到有什么影響，從而大大限制了雷擊故障范圍的擴(kuò)大，消除了可能造成的停電事故。從研究統(tǒng)計(jì)得出，一般配電線路上，有超過一半的瞬時(shí)性短路故障，可以通過自動(dòng)重合閘使供電不間斷。而且，從經(jīng)濟(jì)的角度來考慮，安裝一套自動(dòng)重合閘所需要的費(fèi)用與停電可能造成的經(jīng)濟(jì)損失相比是較小的，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較好，所以，裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置自動(dòng)重合閘是防雷保護(hù)工作中的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。

（五）科學(xué)的設(shè)置接地引下線

10KV配電變壓器的外殼和避雷器之間的引下線長度需要縮短，不然會(huì)導(dǎo)致電壓降增加。在當(dāng)避雷器和電壓降因?yàn)槔讚舳霈F(xiàn)的電流疊加時(shí)，會(huì)給配電變壓器絕緣造成損傷。除此之外，還需要相關(guān)人員對接地引下線進(jìn)行卡子的固定，這樣能夠保障接地引下線深扎在土壤中，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，與此同時(shí)，還需要針對接地極與接地引下線做好防腐蝕的技術(shù)處理，并強(qiáng)化接地極和接地引下線的表層抗腐蝕能力，這樣既能夠保障接地引下線的使用壽命，又能夠讓其泄流和導(dǎo)流的效果更穩(wěn)定。

四、結(jié)束語

從總體上來說，雷電是一種非常常見的大自然現(xiàn)象，也是不可避免的自然問題，所以，雷電情況會(huì)對配電線路的正常、安全運(yùn)行產(chǎn)生較大的影響。在日常的維護(hù)與預(yù)防工作之中，可以通過采用相應(yīng)的預(yù)防措施來降低雷擊現(xiàn)象對配電線路的影響。在具體工作之中，工作人員要結(jié)合當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境特點(diǎn)以及氣候特點(diǎn)對雷擊隱患進(jìn)行全面地分析，并且采用有效的針對措施來提高線路的預(yù)防雷擊效果。同時(shí)，在日常的維護(hù)工作中，要加強(qiáng)對10KV配電線路以及電網(wǎng)的運(yùn)行做好安全檢測工作，確保其防雷擊系統(tǒng)處于正常的工作狀態(tài)之中，從而提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。