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【摘 要】 10kV配电线路在我国的电网系统中有着十分广泛的用途，只有提高10kV配电线路的防雷水平，才能保证该地区人民的生命财产安全，保证供电质量，促进电力行业安全、高效持续发展。文章主要分析了lOkV配电线路防雷存在的问题，并在此基础上，提出了10kV配电网防雷技术的改进措施。
【关键词】 10kV配电网；雷击危害；防雷技术
作为配电网的重要组成部分，10kV配电线路具有绝缘水平低、分布广泛的特点，往往会在运行中发生跳闸的现象。引起跳闸的原因有很多，但主要是受到雷击的影响所致。雷害事故造成用户设备与配电设备的损坏，轻则导致大面积停电，重则会危害到广大人民群众的人身安全，同时，也给人们的正常生产、生活造成极大困扰。为此，深入分析、研究10kV配电线路的防雷技术，有利于减少配电设备的雷击损坏率，从而保障配电网线路的正常运行。
1、雷击对电力设备造成的危害
雷击对配电网不仅带来设备上的损害与安全危害，同时也可能造成巨大的经济损失。以2012年常州某城区配电网10kV线路为例（见表1），共计跳闸50次，其中由于雷击造成的跳闸26次，雷击跳闸次数占总跳闸次数的52%，雷击会造成电力设备损坏、导线断线、接地等事故，可见雷击是目前10kV配电网安全的最大危害之一。
表1 2012年常州某城区配电网10kV线路跳闸情况统计
2、lOkV配电线路防雷存在的问题
2.1、绝缘水平对lOkV配电网耐受雷击水平的影响
由于配电设备外绝缘经常暴露在空气中，因此会不可避免的落上扬灰、烟尘等污秽物，如果大气污染比较严重的地方，绝缘子的积污也非常严重。通常来说，绝缘子的积污过程十分缓慢，但绝缘子的污秽表面出现的闪络现象不仅仅是一种简单的间隙击穿现象，而是与热、电、化学因素有关产生的热动平衡过程。
2.2、感应雷过电压对10kV配电线路的影响
直击雷和感应雷是配电线路受雷电过电压的影响的主要形式配电网存在的问题有：低绝缘水平、复杂的网架结构以及防雷保护措施不完善（如配电线路上缺少耦合地线、避雷线、线路避雷器）等。雷电直接击中配电网中的电气设备或者线路，由于直接雷的电压过高，电压能达到数百千伏，电流达到数十千安，破坏性极强，雷击的跳闸率能达到100%。根据相关资料显示，配电线路遭受直击雷的几率不大，但是遭受感应过电压危害的几率达到90%。因此，防止感应雷过电压措施应该是配电线路防雷保护的着重点。
2.3、lOkV配电线路架空绝缘导线雷击断线问题
当雷电击中配电网或者配电网附近时，击中的瞬间，电弧电流不但非常大，而且时间短，虽然不会烧断导线，但是击穿孔会在架空绝缘导线上形成当雷电过电压闪络发生时，三相或者两相电线之间发生闪络时，会出现金属性短路，导致安培工频续流，当然电弧能量也会增加架空导线上的绝缘层会阻碍电弧在导线表面滑移，固定在绝缘层上的高温弧根被灼烧，而对于裸导线，在电磁作用下的电弧，沿着导线表面不断滑移的高温弧根不会在一点烧灼，导线不会受到严重的烧伤。综上所述，架空绝缘导线的断线故障率明显大于裸导线。
3、10kV配电网防雷技术改进措施
3.1、10kV配电设备防雷
10kV配电设备防雷技术主要包括10kV线路开关设备防雷、10kV配电变压器防雷和10kV变电所防雷。其中，10kV配电变压器的防雷措施为装设避雷器保护，根据SDJ7-1979《电力设备过电压保护设计技术规程》规定，配电变压器的高压侧一般应采用避雷器保护。但如果只在高压侧装设避雷器，还不能免除变压器遭受“正、反变换过电压”的危害。为此，10kV配电变压器的高、低压侧均应装设避雷器保护，且避雷器应尽量靠近变压器装设。此外，变压器的金属外壳、变压器低压侧的中性点以及避雷器的接地线应连接在一起，并接地。与此同时，对于10kV变电所的防雷，应从以下几个方面着手：一是为保证进线端不出现绕击和反击，在10kV变电所必须加装进线段保护。二是在10kV变电所进线、出线以及变电所母线上装设避雷器装置，起到防护雷电入侵波的作用。三是在10kV变电所构架上采用避雷针或避雷器，或者两者配合使用，用于直击雷防护。同时，变电所入侵波防护还包括保护变电所内的设备，主要保护措施为采用10kV设备避雷器。设备避雷器和设备并联安装，当出现危险的过电压时，避雷器动作限压，引雷电流入地，从而保护设备。雷电流过后，要求能自动切除工频续流电流，保证避雷器的正常工作。
3.2、10kV配电线路防雷
3.2.1、10kV线路避雷器
对于10kV架空线路，建议安装线路型避雷器以防止雷击断线事故。尤其建议采用带间隙的复合外套交流无间隙金属氧化物避雷器，能够有效降低绝缘导线雷击跳闸率和雷击断线率。此外，对于不同的中性点接地方式推荐采用不同的避雷器。由于中性点有效接地系统对系统设备绝缘水平要求低于中性点非有效接地系统，雷击产生的外部过电压低，所以避雷器需要有较低的最大长期运行电压，建议采用金属氧化物避雷器。
3.2.2、10kV避雷线保护
架设避雷线对于限制感应过电压有一定作用，但10kV中压配电网绝缘水平较低，直击雷易造成反击，导致雷击断线，所以架设避雷线无法有效防止直击雷断线，且架设避雷线具有成本高、难度大的缺点。
3.3、提高线路的绝缘水平
幅值范围较大的变化容易对配电网线路造成影响，而当雷电活动距离配电线路比较远的时候，需要更换50%放电电压的绝缘子来提高配电线路的耐雷水平（50%放电电压是指在1.2/50标准雷电冲击电压波或250/2500操作电压波的作用下，表面清洁的绝缘子放电概率等于50%时的放电电压）。由于同杆架设的每个回路的距离比较小，加上击穿后工频续流较大的话，同杆架设各回路就容易发生接地事故，从而对配电线路的供电可靠性造成极大的影响。因此，可以将裸导线更换成为绝缘导线，而在导线与绝缘子之间加上绝缘皮，以此来提高供电的可靠率。
3.4、配电系统的雷电过电压保护措施
第一，在将避雷器安装于配电系统中，需要控制与变压器之间的距离，尽量减小距离，在接地线方面，需要有效连接变压器低压侧中性点以及金属外壳。另外，因为无间隙避雷器会对工频电压长期承受，那么就会对雷电过电压及工频续流间歇性承受，那么就很容易有故障发生于避雷器上，针对这种情况，就可以将免维护氧化锌避雷器安装于配电线路中，有选择的安装配电线路中的易击段。
第二，尽量在配电变壓器低压侧装设避雷器，这样可以防止侵入反变换波以及低压侧雷电，导致高压侧绝缘被击穿，带来严重的事故，影响到供电的可靠性。
第三，要将杆塔做成接地体，控制钢筋混凝土杆和杆塔的接地电阻，一般保证在30欧以下，如果土壤有着较高的电阻率，那么就需要适当增大接地电阻。
第四，提高线路局部绝缘水平，可以将局部绝缘的方式应用到架空绝缘导线上，这样可以实现线路造价降低的目的。具体指的是，加厚绝缘导线固定处，这样只能够从绝缘边沿处放电，或者是在导线的击穿之前，需要首先将绝缘皮击穿方可，这样线路的冲击放电电压就可以得到很大程度的提高。
综上所述，当前我国10kV配电线路仍然存在一定的问题，而雷击问题就是其中损失比较严重的一种。为此，只有深入分析这些问题的影响因素，积极采取相关的有效措施进行防范，就一定能顺利解决当前我国10kV配电线路存在的雷击问题，避免因为雷击线路带来的一系列损失，不但有利于降低电力企业的供电成本，增加利润，也有利于推动我国10kV配电线路的安全、高效运行。
参考文献：
[1]杨兆宇，张长明，高伟，刘安斌，李廷彬.配电网防雷技术分析及措施[J].科技与企业，2014，03：230.
[2]张泽桥.10KV线路防雷提高供电可靠性[J].电源技术应用，2014，01：44.
[3]喇元，胡贤德，彭发东，程文锋，周浩.10kV配电网防雷技术研究[J].能源工程，2013，04：16-19.
【关键词】 10kV配电网；雷击危害；防雷技术
作为配电网的重要组成部分，10kV配电线路具有绝缘水平低、分布广泛的特点，往往会在运行中发生跳闸的现象。引起跳闸的原因有很多，但主要是受到雷击的影响所致。雷害事故造成用户设备与配电设备的损坏，轻则导致大面积停电，重则会危害到广大人民群众的人身安全，同时，也给人们的正常生产、生活造成极大困扰。为此，深入分析、研究10kV配电线路的防雷技术，有利于减少配电设备的雷击损坏率，从而保障配电网线路的正常运行。
1、雷击对电力设备造成的危害
雷击对配电网不仅带来设备上的损害与安全危害，同时也可能造成巨大的经济损失。以2012年常州某城区配电网10kV线路为例（见表1），共计跳闸50次，其中由于雷击造成的跳闸26次，雷击跳闸次数占总跳闸次数的52%，雷击会造成电力设备损坏、导线断线、接地等事故，可见雷击是目前10kV配电网安全的最大危害之一。
表1 2012年常州某城区配电网10kV线路跳闸情况统计
2、lOkV配电线路防雷存在的问题
2.1、绝缘水平对lOkV配电网耐受雷击水平的影响
由于配电设备外绝缘经常暴露在空气中，因此会不可避免的落上扬灰、烟尘等污秽物，如果大气污染比较严重的地方，绝缘子的积污也非常严重。通常来说，绝缘子的积污过程十分缓慢，但绝缘子的污秽表面出现的闪络现象不仅仅是一种简单的间隙击穿现象，而是与热、电、化学因素有关产生的热动平衡过程。
2.2、感应雷过电压对10kV配电线路的影响
直击雷和感应雷是配电线路受雷电过电压的影响的主要形式配电网存在的问题有：低绝缘水平、复杂的网架结构以及防雷保护措施不完善（如配电线路上缺少耦合地线、避雷线、线路避雷器）等。雷电直接击中配电网中的电气设备或者线路，由于直接雷的电压过高，电压能达到数百千伏，电流达到数十千安，破坏性极强，雷击的跳闸率能达到100%。根据相关资料显示，配电线路遭受直击雷的几率不大，但是遭受感应过电压危害的几率达到90%。因此，防止感应雷过电压措施应该是配电线路防雷保护的着重点。
2.3、lOkV配电线路架空绝缘导线雷击断线问题
当雷电击中配电网或者配电网附近时，击中的瞬间，电弧电流不但非常大，而且时间短，虽然不会烧断导线，但是击穿孔会在架空绝缘导线上形成当雷电过电压闪络发生时，三相或者两相电线之间发生闪络时，会出现金属性短路，导致安培工频续流，当然电弧能量也会增加架空导线上的绝缘层会阻碍电弧在导线表面滑移，固定在绝缘层上的高温弧根被灼烧，而对于裸导线，在电磁作用下的电弧，沿着导线表面不断滑移的高温弧根不会在一点烧灼，导线不会受到严重的烧伤。综上所述，架空绝缘导线的断线故障率明显大于裸导线。
3、10kV配电网防雷技术改进措施
3.1、10kV配电设备防雷
10kV配电设备防雷技术主要包括10kV线路开关设备防雷、10kV配电变压器防雷和10kV变电所防雷。其中，10kV配电变压器的防雷措施为装设避雷器保护，根据SDJ7-1979《电力设备过电压保护设计技术规程》规定，配电变压器的高压侧一般应采用避雷器保护。但如果只在高压侧装设避雷器，还不能免除变压器遭受“正、反变换过电压”的危害。为此，10kV配电变压器的高、低压侧均应装设避雷器保护，且避雷器应尽量靠近变压器装设。此外，变压器的金属外壳、变压器低压侧的中性点以及避雷器的接地线应连接在一起，并接地。与此同时，对于10kV变电所的防雷，应从以下几个方面着手：一是为保证进线端不出现绕击和反击，在10kV变电所必须加装进线段保护。二是在10kV变电所进线、出线以及变电所母线上装设避雷器装置，起到防护雷电入侵波的作用。三是在10kV变电所构架上采用避雷针或避雷器，或者两者配合使用，用于直击雷防护。同时，变电所入侵波防护还包括保护变电所内的设备，主要保护措施为采用10kV设备避雷器。设备避雷器和设备并联安装，当出现危险的过电压时，避雷器动作限压，引雷电流入地，从而保护设备。雷电流过后，要求能自动切除工频续流电流，保证避雷器的正常工作。
3.2、10kV配电线路防雷
3.2.1、10kV线路避雷器
对于10kV架空线路，建议安装线路型避雷器以防止雷击断线事故。尤其建议采用带间隙的复合外套交流无间隙金属氧化物避雷器，能够有效降低绝缘导线雷击跳闸率和雷击断线率。此外，对于不同的中性点接地方式推荐采用不同的避雷器。由于中性点有效接地系统对系统设备绝缘水平要求低于中性点非有效接地系统，雷击产生的外部过电压低，所以避雷器需要有较低的最大长期运行电压，建议采用金属氧化物避雷器。
3.2.2、10kV避雷线保护
架设避雷线对于限制感应过电压有一定作用，但10kV中压配电网绝缘水平较低，直击雷易造成反击，导致雷击断线，所以架设避雷线无法有效防止直击雷断线，且架设避雷线具有成本高、难度大的缺点。
3.3、提高线路的绝缘水平
幅值范围较大的变化容易对配电网线路造成影响，而当雷电活动距离配电线路比较远的时候，需要更换50%放电电压的绝缘子来提高配电线路的耐雷水平（50%放电电压是指在1.2/50标准雷电冲击电压波或250/2500操作电压波的作用下，表面清洁的绝缘子放电概率等于50%时的放电电压）。由于同杆架设的每个回路的距离比较小，加上击穿后工频续流较大的话，同杆架设各回路就容易发生接地事故，从而对配电线路的供电可靠性造成极大的影响。因此，可以将裸导线更换成为绝缘导线，而在导线与绝缘子之间加上绝缘皮，以此来提高供电的可靠率。
3.4、配电系统的雷电过电压保护措施
第一，在将避雷器安装于配电系统中，需要控制与变压器之间的距离，尽量减小距离，在接地线方面，需要有效连接变压器低压侧中性点以及金属外壳。另外，因为无间隙避雷器会对工频电压长期承受，那么就会对雷电过电压及工频续流间歇性承受，那么就很容易有故障发生于避雷器上，针对这种情况，就可以将免维护氧化锌避雷器安装于配电线路中，有选择的安装配电线路中的易击段。
第二，尽量在配电变壓器低压侧装设避雷器，这样可以防止侵入反变换波以及低压侧雷电，导致高压侧绝缘被击穿，带来严重的事故，影响到供电的可靠性。
第三，要将杆塔做成接地体，控制钢筋混凝土杆和杆塔的接地电阻，一般保证在30欧以下，如果土壤有着较高的电阻率，那么就需要适当增大接地电阻。
第四，提高线路局部绝缘水平，可以将局部绝缘的方式应用到架空绝缘导线上，这样可以实现线路造价降低的目的。具体指的是，加厚绝缘导线固定处，这样只能够从绝缘边沿处放电，或者是在导线的击穿之前，需要首先将绝缘皮击穿方可，这样线路的冲击放电电压就可以得到很大程度的提高。
综上所述，当前我国10kV配电线路仍然存在一定的问题，而雷击问题就是其中损失比较严重的一种。为此，只有深入分析这些问题的影响因素，积极采取相关的有效措施进行防范，就一定能顺利解决当前我国10kV配电线路存在的雷击问题，避免因为雷击线路带来的一系列损失，不但有利于降低电力企业的供电成本，增加利润，也有利于推动我国10kV配电线路的安全、高效运行。
参考文献：
[1]杨兆宇，张长明，高伟，刘安斌，李廷彬.配电网防雷技术分析及措施[J].科技与企业，2014，03：230.
[2]张泽桥.10KV线路防雷提高供电可靠性[J].电源技术应用，2014，01：44.
[3]喇元，胡贤德，彭发东，程文锋，周浩.10kV配电网防雷技术研究[J].能源工程，2013，04：16-19.