10kV配电线路防雷技术分析与应用

陈发强

摘 要：随着经济的发展，电力已经逐渐成为人们在工作和生活中不可缺少的一部分。10kV配电线路是配电网的重要组成部分，它在运行当中的安全性与稳定性不但关系着企业用电的畅通、用电人员的安全，还关系着整个电力系统的运行。文章对10kV配电线路的防雷技术与应用作出简要分析。

关键词：10kV配电线路；防雷技术；应用

中图分类号：TU856 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）21-0159-02

前言

10kV配電线路广泛应用于我国的各个地区，但在一些地区由于受热不均或是蕴含金属矿藏等原因而雷电频繁，雷电会对整个10kV的配电线路造成损坏，影响它的平稳运行，本文将通过理论的研究与实际相结合对此进行分析。

1 常用防雷措施及作用

1.1 防雷水平指标

线路耐雷水平指的是在线路发生雷击状况时，线路绝缘子不会发生闪络的最大电流幅度数值。雷击电流高于耐雷水平会引起闪络，低于则不会。闪络冲击时间短不会引起跳闸，若时间相对较长，会引起跳闸，线路雷击跳闸率是每100km线路每年因为雷击引起的线路跳闸次数[1]。线路耐雷水平与线路雷击跳闸率是衡量线路防雷性能的两个重要指标。

1.2 常用防雷措施作用分析

（1）架空地线。架空地下指的是在配电线路的下方假设地线，这样可以让其和导线之间产生耦合的作用，这种耦合作用可以对绝缘子的电压起到一定的降低效果，同时，架空地下还能够对击中配电线路的雷电流起到一定的分流作用。

（2）避雷器。避雷器是一种对雷电过电压起到限制作用或者是通过操作过电压来保护配电线路、电气设备的一种装置[2]。在电流冲击之下，避雷器放电会造成对地短路的现象，然后工频续流以电弧放电形式流过间隙，其第一次过零时，避雷器有着自行截断工频续流，恢复绝缘性的作用，可以让整个配电线路继续工作，不会轻易发生跳闸的现象。避雷器自身的种类主要为氧化锌避雷器、保护间隙避雷器与阀型避雷器等。当安装避雷器之后，雷电击中杆塔，避雷器会让雷电流产生分分流，一部分的雷电流会通过杆塔流入地面，在雷电流过大时，避雷器会起到分流的作用。

雷电电流有很大部分经过避雷器流入了导线，近而流入其他杆塔，避雷器电压低于绝缘子串50%的放电电压，在电流加大的情况下，绝缘子也不会轻易发生闪络的现象。而在避雷器流过的工频续流逝微安级，并且该工频续流会在首次过零时熄灭，以保证配电线路的平稳运行。我们可以进行反向思考，即假设配电线路上没有避雷器，那么当雷电击杆塔，雷电流传播途径如图1所示。

由图1可以见到，雷电电流会通过杆塔流入地面，然后再杆塔顶端和导线的电位差超过绝缘子闪络电压，就会造成闪络的现象发生。

（3）接地电阻

接地电阻指的是雷电电流在击中配电线路的时候，通过一系列的接地装置流向地面时受到阻碍的作用。它在数值上的运算公式为：

其中Uj是接地体之间的无穷距离电压，而Ij代表了接地电流。也就是说，它的数值等于接地电阻和接地体之间的无穷距离电压的比值。

接地体的形状及尺寸、埋入地里的深度以及土壤的电阻率等都会对接地电阻产生一定程度上的影响，一般情况下，塔顶电位高，接地电阻大，绝缘子串上的电位差就会高，进而让绝缘子串出现闪络的现象，让整个配电线路发生短路、跳闸的情况。

2 实际案例分析

在我国某地地面崎岖不平，受热不均且富有金属矿藏的山区，经常会发生雷暴现象。在整个10kV配电线路的分析与应用上，我们需要结合实际情况考虑多个方面。

2.1 避雷线的选择

依照现有的相关规定，在这样具有一般土壤率的地区，耐雷水平具有相关的数值规定，具体规定可见表1。

现在，这个地区的线路已知为10kV电压，参照此表，可以确定避雷线应选用JLB40-70的铝包钢绞线[3]。避雷线允许短路电流的计算公式为：

在此公式里，C代表了热容量，a代表了电阻温度系数（1/℃），R20是在20℃的

电阻值，而t代表了短路的时间长度，？兹代表了允许的温升。

通过我们的计算，可以得出JLB40-70铝包钢绞线允许的短路电流是11.5kA。它的相关参数可见表2。

通过表2，我们可以进一步判断所选择是否合适，然后我们需要计算避雷线与导线之间的测量。

2.2 与导线的距离

地线对边导线保护角应在20°到30°之间，在没有风的15℃里。避雷线和导线之间的距离S1的相关公式为：S1=0.012l+1

其中l是档距的长度。现在按照100m的档距距离进行计算，求出二者之间距离S1为2.2m。

2.3 避雷线保护范围

避雷线的保护范围取决于多个因素，我们要求得其中一侧的保护范围的宽度rx，需要知道高度影响的系数P，和避雷针的有效高度ha。其具体公式为，当hx？叟■时，rx=0.47（h-hx）P=

0.47haP，在已知h？燮30m时，P=1的条件下，求得rx的具体数值为1.034m。且在实际情况中需要确定保护角在25°以下。

2.4 接地电阻的选择

因为此工程使用避雷线，所以在有避雷线线路杆塔的工频接地电阻应满足表3的条件。

通过分析，我们可以得出采用L50*50*5*2500的等边镀锌角钢做垂直地极与-6*50镀锌扁钢做水平的接地，通过配电线路的布局在每根杆塔都做接地网，以此来确保接地电阻在10？赘以下，进而确保配电线路在雷击情况的安全性。

3 结束语

综上所述，在10kV配电线路防雷技术当中，我们首先了解了防雷水平的指标，接着对常见的防雷技术进行的分析，然后通过具体的案例形象地介绍了在10kV配电线路中针对具体情况地具体举措，进一步地了解了10kV配电线路技术的应用。

参考文献：

[1]徐文杰，王化允.应用线路避雷器提高10kV配电线路防雷性能的研究[J].科技与企业，2016，03：207+209.

[2]孙向博，孔德龙，陆迪.10kV配电线路防雷保护措施分析[J].通讯世界，2016，17：119.

[3]陈伟，郑明，王林奔.10kV配电线路防雷水平分析及提高方法[J].科技经济导刊，2016，36：92.