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配網(wǎng)防雷新技術研究

文檔作者：熊偉文檔來源：廣東電網(wǎng)公司江門鶴山供電局鶴城供電所		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年05月12日
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·112· 內(nèi)燃機與配件
配網(wǎng)防雷新技術研究
熊偉
廣東電網(wǎng)公司江門鶴山供電局鶴城供電所，鶴山529727)
摘要：基于防雷技術對配網(wǎng)線路的必要性，文章以10kV電壓等級配電網(wǎng)為對象分析其主要的防雷技術與措施，并就技術存在的
問題提出10kV配網(wǎng)線路防雷技術新的發(fā)展建議，以期為相關電力工作人員帶來啟發(fā)與思考。
關鍵詞：雷擊；配網(wǎng)線路；防雷技術
0引言
社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展在很大程度上增加了我國的電
力負荷需求，電力系統(tǒng)的供電可靠性要求亦同樣被提高。
在電力系統(tǒng)的運行過程中，自然災害對其產(chǎn)生了不容忽視
的威脅，而雷電又成為其中的最大危害。對于電力系統(tǒng)研
究而言，防雷技術研究始終是一項重要內(nèi)容，10kV配電網(wǎng)
基于自身設備多且分布廣的特點與用戶建立起密切的聯(lián)
系，但當前的10kV配電線路缺少避雷線保護，絕緣水平
不高，很容易發(fā)生雷擊事故，進而對用戶用電狀況甚至是
人身安全產(chǎn)生負面影Ⅱ向，因此其防雷保護與電網(wǎng)運行的安
全性與可靠性有直接的關系，需引起足夠的重視。
1防雷技術措施對1 0kV配網(wǎng)線路的必要性
1．1雷電的產(chǎn)生與危害
配網(wǎng)線路防雷技術與措施的具體分析應以對雷電意
義、形成、特征以及危害等內(nèi)容的了解為基礎，作為大自然
中的一種常見現(xiàn)象，雷電的形成需要經(jīng)歷復雜的過程，在
雷雨天氣中，大氣中飽和的水蒸氣遇冷后會在上升氣流的
沖擊下形成電荷不同的水滴，其中帶有負電離子的水滴與
氣流組相伴隨會形成雷云，空氣中電荷大小不同的雷云會
產(chǎn)生撞擊，繼而放射出電流形成雷電。雷電流在放電的過
程中，溫度高達2萬℃左右，但其放電時間非常短，僅有30
至50Ixs。強大電流在如此之短時間內(nèi)的產(chǎn)生會令空氣迅
速膨脹，進而生成極為刺眼的耀光以及巨大的聲響。放電
的雷電流與電磁效應、熱效應以及機械效應相伴隨，會對
電氣設備以及建筑設施產(chǎn)生極大的危害。在雷云放電的過
程中，由主放電引起的電磁場會在雷擊點及其周圍的金屬
機構(gòu)與導線上生成感應電壓，在一定條件下，其幅值甚至
會達到幾十萬伏，這會擊穿電氣設備絕緣，更為嚴重地，還
會引發(fā)爆炸與火災等災難，對人們的人身安全與財產(chǎn)安全
造成嚴重的損害。在通過導體之時，雷電還會有巨大的熱
量產(chǎn)生，這部分熱量能夠熔化金屬導體。而在對地放電的
過程中，雷云還會產(chǎn)生巨大的機械力，對電氣設備造成損
壞。實際上，這部分機械效應的產(chǎn)生原因在于雷電流在通
過之時會在介質(zhì)中殘留一些電荷，這部分電荷之間發(fā)生碰
撞會產(chǎn)生一定的靜電力，進而引發(fā)機械效應。
1．2雷擊配電線路的主要原因
使配電線路遭受雷擊的原因有很多，主要原因有：①
一些線路鐵塔、開關、配變等的接地線面臨著嚴重的被盜
作者簡介：熊偉(1981)，男，江西豐城人，本科，中級工程師，鶴山
供電局鶴城供電所副所長，研究方向為配網(wǎng)運維、配
網(wǎng)規(guī)劃、配網(wǎng)營銷。
現(xiàn)象，設備處于一種不受保護的狀態(tài)之中，被盜的接地線
無法及時接上，進而出現(xiàn)雷擊線路與避雷器等問題；②通
常情況下，10kV線路上方都有多處1 10kV以上線路交叉
跨越，這些高電壓等級的線路會將雷電從遠處帶過來，加
之低電壓等級線路自身的防雷設計要低于高電壓等級線
路，當這些線路同時處于多雷區(qū)之時，10kV線路較之
110kV以上線路而言防御雷電的能力會比較脆弱，致使自
身遭受雷害并非一件奇異之事：③基于設計上的原因，一
些10kV線路對針式絕緣子予以采用，雖然它們在線路檔
距跨度大、抵御惡劣環(huán)境上的應用效果比瓷橫擔好很多，
但對于自身的內(nèi)部擊穿現(xiàn)象卻不容易發(fā)現(xiàn)，加之當前我國
所采用的針式絕緣子以耐壓35kV絕緣子為主，它們在被
強雷電擊穿或擊破之時依舊能夠正常工作(原因在于絕緣
子具有耐壓高的特征)，在這種狀態(tài)下，問題很難通過簡單
的巡視被發(fā)現(xiàn)，隱患與薄弱環(huán)節(jié)的存在使得線路容易遭受
雷害的影響；④線路桿塔、開關與配變地網(wǎng)存在不規(guī)范與
不合格安裝的現(xiàn)象，舉例而言，接地網(wǎng)老舊而又年久失修、
周圍基建施工破壞、接地圓鐵與接地角樁焊接不到位、地
網(wǎng)腐蝕等，這些都是配電線路易于遭受雷擊的原因所在；
⑤避雷器的質(zhì)量差，或者長時間遭受雷電的沖擊而失去了
應有的效力，這種有避雷器就如同沒有一樣的狀況同樣增
加了配電線路遭受雷擊的可能性i⑥測試節(jié)點電阻方法亟
待完善、儀器的精準度不高等埋下了誤判的隱患，致使配
電線路處于易遭雷擊的困境中。
2我國10kV配網(wǎng)線路的主要防雷技術與措施
當前，我國10kV配網(wǎng)線路所采取的防雷技術以對塔
體接地電阻的降低作為其一種主要的方法，然而，就目前
的應用狀況來看，這種技術具有一定的局限性，平原地區(qū)
以及一些土壤電阻率不高的地區(qū)對其進行的應用較為廣
泛，對于沿海或江南一帶的丘陵地區(qū)而言，對這類技術予
以應用存在一定的難度：為了向接地電阻的合格率提供保
證，沿海與丘陵地區(qū)在大多數(shù)情況下都要在每個踏腳位置
進行滿足一定長度要求的接地網(wǎng)的鋪設，增大土壤同地線
之間相互接觸的面積，實現(xiàn)對電阻予以降低的目標，在遭
受雷電沖擊之時，太長的接地線會增加附加電感值，在很
大程度上提高塔頂電位，為絕緣子串與塔體帶來閃絡的風
險，進而使線路的耐雷水平降低。
此外，10kV配網(wǎng)線路還對在電纜與配變開關等設備
的高壓側(cè)進行避雷器安裝這一技術予以采用，雖然有這一
保護性措施的實施，變壓器在運行之時依舊會存在雷害的
可能性，進而引發(fā)相應的事故。這一狀況的發(fā)生原因在于
萬方數(shù)據(jù)
Internal Combustion Engine&amp;amp;Parts ·113·
通常情況下配電變壓器并不會在低壓側(cè)進行低壓避雷
器的安裝，如此一來，低壓側(cè)與高壓側(cè)會同時面臨損壞
的風險。
相關研究表明，10kV配網(wǎng)線路的配電水平的高低能
夠?qū)ζ浣^緣水平優(yōu)劣產(chǎn)生直接的影響，針對架空絕緣引發(fā)
的雷擊斷線問題，以往的中性點運行方式并無法對10kV
配網(wǎng)線路遭受雷電沖擊的難題予以有效的解決，相對應
地，我國現(xiàn)已掌握的配電設備防雷技術措施亦不完善，致
使lOkV配網(wǎng)線路防雷技術成為一個薄弱的環(huán)節(jié)。
3推動1 OkV配網(wǎng)線路防雷技術實現(xiàn)新發(fā)展的建議
3．1提高線路絕緣水平，降低線路中的閃絡頻率
在雷電天氣下，感應雷電在經(jīng)過配網(wǎng)線路中的電壓之
B,d-'／艮容易引發(fā)線路絕緣子閃絡等問題，而這又在一定程度
上降低了配電網(wǎng)線路的絕緣水平。
現(xiàn)階段，為了避免在配網(wǎng)線路中進行線路走廊的設
置，同塔多回路技術產(chǎn)生并得到了較為廣泛的應用。在通
常情況下，桿塔架會進行4回或者4回以上的多回路布
置，雖然這種方式能夠?qū)€路走廊予以減少，在一定水平
上實現(xiàn)線路投資及成本的降低，但是其不足亦不容忽視。
同塔多回路中的各個線路之間是沒有足夠長的電氣距離
的，這使得各個回路在遭受雷擊后均會有事故發(fā)生，情況嚴
重的，還會出現(xiàn)多回線同時跳閘的現(xiàn)象，極大地降低電網(wǎng)線
路的供電可靠性，威脅著人們的生命與財產(chǎn)安全。
為了有效解決或避免上述問題，配網(wǎng)線路中的絕緣應
得到大幅度的提高。具體而言，可以采用絕緣導線，使其對
原有的裸導線予以替代，或者根據(jù)實際情況合理增加絕緣
子的片數(shù)以及絕緣子同導線之間的絕緣皮等。以上提及的
各種方法都有利于配網(wǎng)線路絕緣的提高，在滿足這一條件
的前提下，感應雷經(jīng)由電壓時出現(xiàn)的線路閃絡頻率會實現(xiàn)
相應幅度的降低，最終提升供電可靠性。
3-2對雷擊時架空絕緣導線出現(xiàn)的斷線狀況加以預防
雷雨天氣下架空絕緣導線面臨著斷線的風險，這會
對電力系統(tǒng)的安全性產(chǎn)生極大的威脅，結(jié)合實際情況，
架空絕緣導線在雷擊時的斷線問題可采取以下措施予
以避免。
第一，對局部線路中的絕緣水平予以提高。為了節(jié)約
線路成本，可以有選擇性地在絕緣導線的某一特定位置進
行絕緣層的架構(gòu)，使局部線路的絕緣水平得到提高，采取
此種方式讓放電通過，能夠為配網(wǎng)線路沖擊放電電壓的升
高創(chuàng)造可能。
第二，進行避雷器的安裝以對線路實施保護。眾所周
知，安裝線路避雷器能夠提升輸電線路的防雷效果，配網(wǎng)
線路可以對此方法進行借鑒，通過避雷器的安裝，向架空
絕緣導線提供保護。無間隙避雷器會在一個比較長的時間
段內(nèi)承受工頻電壓，同時還要問歇性地承受工頻續(xù)流以及
雷電經(jīng)過過程中產(chǎn)生的電壓，因而極易發(fā)生老化現(xiàn)象，這
會提高避雷器故障發(fā)生的可能性，進而對配網(wǎng)線路供電可
靠性產(chǎn)生負面影響。因此，需在配網(wǎng)線路的易擊段中進行
免維護氧化鋅避雷器有選擇性地安裝，并配以相應的配電
設備，以此對整個配網(wǎng)線路實施全方位的保護。
第三，在絕緣子兩端并聯(lián)放電間隙采取相應的措施，
對絕緣導線絕緣層被擊穿的現(xiàn)象予以避免。前人的實踐表
明，如果采取合理措施對間隙放電電壓進行調(diào)整，使其相
等于絕緣子沖擊放電電壓，或者前者稍大于后者，配網(wǎng)線
路便會發(fā)生雷電放電現(xiàn)象，這能夠?qū)^緣導線中絕緣層被
擊穿的問題予以避免，繼而實現(xiàn)絕緣導線被雷擊斷線狀況
的較為徹底的解決。
3．3對10kV配網(wǎng)設備接地的電阻予以降低
第一，水平接地體。通常情況下，配網(wǎng)線路都會采用此
種方式對降阻目的予以實現(xiàn)，但是，該方法亦有其劣勢所
在，由于腐蝕現(xiàn)象較為容易發(fā)生，因而壽命比較短。
第二，利用降阻劑對降阻目標予以實現(xiàn)。具體地，可
以在水平接地體的四周添加一些效率足夠高的膨潤土降
阻劑。
3．4對10kV配網(wǎng)設備防雷保護技術予以采用
第一，采用配電變壓器防雷技術。為了對配電變壓器
實施良好的保護，需要在低壓側(cè)進行低壓避雷器的設置，
同時做到與變壓器的外殼以及高壓側(cè)變壓器、低壓側(cè)中性
點都接地，亦即所謂的“四點工一地”。除此之外，還要加強
注意，最好將接地電阻值控制在100kVA以上，并控制容
量配電變壓器的接地電阻于4Q以下的范圍，如果是
100kVA以下的配電變壓器，其接地電阻所應控制的范圍
要在10Q以下。
第二，采用柱上開關防雷技術。為了向電網(wǎng)的安全性
提供可靠的保證，在一般情況下，需要在10kV的電網(wǎng)中
進行柱上開關與刀閘的安裝。采取這種措施，既能夠使配
網(wǎng)線路的運行具有一定的靈活性，還能在一定水平上提高
供電的可靠性。所以，柱上開關的防雷措施應引起足夠的
重視并得到相應強化。具體地，可以在開關或刀閘的兩側(cè)
進行避雷器的安裝，以此保護配網(wǎng)線路，對雷擊帶來的風
險予以降低。
第三，采用電纜分支箱防雷技術。lOkV的電纜化環(huán)網(wǎng)
供電系統(tǒng)需要采取合理的措施對感應雷通過電壓進行抑
制，而其所需設備又以避雷器的應用為多。避雷器所保護
的具體位置需要視實際情況進行詳細考慮。在對避雷器進
行選擇的過程中，應將具有防爆脫離功能與免維修無間隙
金屬氧化鋅的避雷器視為首選，通常，lOkV配網(wǎng)設備應對
型號為HY5WS一12．7／50的避雷器予以采用。
4結(jié)語
在我國社會經(jīng)濟迅猛發(fā)展的背景之下，企業(yè)以及居民
等的用電需求大幅度提升，尤其是隨著城鎮(zhèn)化的不斷發(fā)
展，10kV配電網(wǎng)的應用范圍變得愈發(fā)廣泛。為了對運行過
程中的雷擊故障予以避免，防雷技術亟待提高，進而向電
網(wǎng)運行穩(wěn)定性與安全性的提高提供保證。文章以10kV配
網(wǎng)為對象進行的防雷技術及其新的發(fā)展建議展開的研究，
對于相關電力工作者而言有著一定的參考價值。
參考文獻：
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