应用线路避雷器提高10KV配电线路防雷性能的研究

徐文杰　王化允

【摘要】在社会经济的推动下，我国电力事业有了较快发展，各类变电站不断兴起，为用户正常用电带来了较大便利。随着人们生活水平不断提高，许多家庭中都增加了大量电子产品，从而对高质电能的需求越来越大。10KV配电网能够较好满足人们的电能需求，为人们的生活带来便利，但是10KV配电网在实际运作过程中易受自然因素的影响，例如雷电等，而且10KV配电线路不具有较好的绝缘效果，所以一旦发生雷击，10KV配电网的电压就会迅速升高，最终造成安全事故。本文主要对10KV配电线路应用线路避雷器后防雷性能进行深入探讨，提出了一些建议。

【关键词】线路避雷器；10KV配电线路；防雷性能

随着电力事业不断发展，10KV配电网的数量不断增多，分布也越来越广，更好满足了用户的电能需求，但是10KV配电网在实际运作过程中，由于配电线路绝缘效果不佳，极易遭受雷电的破坏，从而出现安全事故，最终影响正常供电。在实际情况中，除了直击雷会对配电网造成不良影响外，感应雷也会给配电网正常运作带来不利，如果线路周围出现落雷情况，受电磁感应的作用，配电线路中电压会迅速升高，最终出现多种安全事故。所以如何提高10KV配电线路防雷性能成为相关技术人员面临的重大问题。

一、10KV配电线路中线路避雷器应用现状

以往在对10KV配电线路进行防雷处理时，技术人员一般采取加强线路绝缘效果或者增设避雷线等方式，但是在实际情况中，这些方式并不能达到理想的防雷效果，对用户正常用电造成了极大影响。线路避雷器在实际运作过程中，能够有效清除因雷击产生的高电流，从而确保10KV配电网安全性，提高电能整体质量。技术人员在对线路避雷器进行安装时，必须对10KV配电网实际情况进行合理分析，根据相关数据来选择最佳安装地点。线路避雷器的安装效果主要用于降低绝缘子闪络雷电产生的各种问题，并有效清除过电压操作下产生的绝缘子闪络问题，在过电压操作问题中，技术人员可将线路避雷器安装在能够承受绝缘子闪络下过电压的位置，从而维持电压平衡，促进10KV配电网正常运作。

在实际情况中，过电压保护范围往往可达到100多公里，而直击雷保护范围只存在于线路避雷器安装处，所以为了更好提高10KV配电线路的防雷性能，技术人员需将线路避雷器安装在所有输电杆塔上，有时还需根据实际情况增设线路避雷器。

二、10KV配电线路防雷性能分析

10KV配电线路防雷性能影响着其正常运作以及供电质量，所以对其防雷性能进行合理分析有着重要意义，一般可从线路雷击跳闸率以及线路整体耐雷水平对10KV配电线路防雷性进行合理评估。线路雷击跳闸率指的是一定时间和一定范围内在雷击条件下产生的线路跳闸总次数，线路整体耐雷水平指的是线路在雷击影响下其绝缘子串不会产生闪络现象的雷电流范围。线路雷击跳闸率在一定程度上受线路整体耐雷水平的影响，当线路整体耐雷水平较高，线路雷击跳闸率就较低；当线路整体耐雷水平较低，线路雷击跳闸率就会变高。

由于避雷线在10KV配电线路中并不能起到较好的防雷作用，所以一般情况下技术人员不会在10KV配电线路中安装避雷线，当塔顶被雷击中，由于其不具备避雷线，所以会产生一相导线反击放电现象，但是这种现象并不会导致线路出现跳闸，而当第二相导线反击放电现象产生时，就会导致线路出现跳闸，最终产生多种问题。所以，为了增强线路整体耐雷水平，技术人员需从第二相导线反击放电现象着手，对其各项数据进行有效分析，从而提高10KV配电线路整体防雷性能。在10KV配电线路中，存在多种雷电过电压现象，首先是杆塔直击雷反击过电压现象，其次是导线直击雷过电压现象，最后是直击雷作用下感应雷过电压现象。

三、10KV配电线路中线路避雷器应用方法

10KV配电线路一般有着较复杂的地形走向，受土壤电阻率的影响，如果采取降低杆塔电阻的方式增强配电线路防雷效果，不仅有着较大操作难度，而且并不能起到较好作用，而其他的操作方法又受到杆塔自身结构的约束，所以难以发挥防雷作用，在这种情况下，技术人员可以将线路避雷器安装在10KV配电线路中，从而提高10KV配电线路的整体防雷性能。在实际情况中，金属氧化物非线性电阻在电力系统中能对过电压起到较好约束作用，而且其在低压和高压系统中都能起到较好效果。技术人员可将线路绝缘子与线路避雷器进行并联，在并联状态下，雷电流会出现分流现象，从而有效降低雷击过电压对10KV配电线路造成的影响。在实际情况中，由于线路避雷器价格较高，且由于多种因素的影响，很多10KV配电线路中并没有安装线路避雷器，所以如何将线路避雷器合理安装在10KV配电线路中成为技术人员面临的重大问题。

在实际情况中，技术人员可利用ATP仿真模型计算10KV配电线路过电压数值，并利用相交法判断线路绝缘子闪络情况。当绝缘子串放电曲线与线路感应电位和塔顶感应电位差值曲线处于相交状态时，技术人员就可以判断线路绝缘子串发生闪络现象。在仿真模型中，一般将线路参数频率设为450KHZ，将杆塔波阻抗设为250Ω。例如，如图1，显示的是某杆塔ATP仿真模型。在某杆塔中，当技术人员取雷电流幅值为4KA时，各杆塔没有出现绝缘子闪络现象，此时可有相应公式计算出10KV配电线路整体耐雷水平为11.12KA，技术人员此时可将雷电流进行增大，可取12KA，由于雷电流超出10KV配电线路耐雷水平，一相导线出现了绝缘子闪络现象，但线路没有出现跳闸现象，此时一相导线处于接地状态。受耦合作用的影响，二相和三相导线感应到过电压的存在，由于塔顶电位极性和这两相导线极性相同，所以电压差逐渐降低，从而不会出现绝缘子闪络现象。技术人员可以将雷电流再次增大，可取25KA，在这种情况下，配电线路中的电压迅速提高，一相、二相以及三相导线中的过电压小于塔顶电位，最终一相、二相以及三相导线出现全部绝缘子闪络现象。

此时，技术人员可将雷电流再次提高，可取30KA，并在合适的地方安装线路避雷器。在ATP仿真波形中，杆塔绝缘子波形逐渐发生变化，雷电流幅值不断下降，各相导线不再出现绝缘子闪络现象，根据这种情况可表明，将线路避雷器安装在10KV配电线路中能够较好提高其防雷水平，确保10KV配电网正常运作，提高电能整体质量。

结束语

本文主要对10KV配电线路中线路避雷器的应用效果进行了合理分析，根据各类数据及实践证明，线路避雷器能够较好提高10KV配电线路的防雷性能，为用户正常用电带来了较大便利。由于线路避雷器有着较高的价格，所以技术人员选择线路避雷器时，必须对实际情况进行合理分析，从而在降低整体成本的前提下更好发挥出其作用。

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