摘要：10kV配電網絡由于網狀的網絡結構復雜、絕緣水平較低，不但直擊雷能造成雷害事故，且感應雷也能造成較大的危害。本文對配電網的防護現狀進行認真的分析和研究，找出雷害事故頻發的原因，找出配電網在防雷措施和防雷設備上存在的缺陷和不足，并提出了改進和完善措施。
　　關鍵詞：10kV；感應雷；過電壓；防雷；措施
　　一、感應雷過電壓對10kV配電線路的影響
　　配電線路受雷電過電壓的影響主要分為直擊雷與感應雷。由于配電網的絕緣水平低，網架結構復雜，且配電線路沒有避雷線、耦合地線、線路避雷器等保護措施，因此，配電線路遭受直擊雷時根本無法防護，因為直擊雷過電壓，即雷電直接擊中電氣設備，或線路，這種過電壓的幅值一般較高，高達數百千伏，雷電流高達數十千安，這種過電壓的破壞性極大，造成的損壞也較大，直擊雷過電壓的雷擊跳閘率為100%。但是在配電線路中發生直擊雷事故所占比例并不高，根據資料顯示，10kV配電線路由雷擊引起的線路閃絡或故障的主要因素不是直擊雷過電壓而是感應過電壓，感應過電壓導致的故障比例超過90%。因此，配電線路的防雷保護的側重點應放在感應雷過電壓的防護上。
　　二、10kV配電設備的防雷保護問題
　　2.1配電變壓器的防雷保護
　　逆變換過電壓幅值取決于進波電流幅值、波長、接地電阻及變壓器變比等因素。此電壓可達到額定值十幾倍，大大超過了變壓器絕緣的耐壓值，導致變壓器中性點附近的絕緣被擊穿。因此，對配電變壓器的保護還應該在低壓側裝設低壓避雷器，與高壓側避雷器、變壓器外殼和低壓側中性點一起接地，稱為“四點共一地”，如圖1所示。接地電阻值滿足規程中所規定的100KVA以上容量配電變壓器接地電阻在4Ω以下，100KVA以下容量的配電變壓器接地電阻在10Ω以下。低壓側安裝避雷器主要有兩種形式，第一種安裝在低壓總熔斷器或低壓總斷路器前端，主要用于保護變壓器；第二種安裝在各線路出線前端，主要用于保護出線電能表與電力設備。這里需要注意的是，低壓避雷器的接地線必須接在變壓器零線出線的首端。這是因為目前配電變壓器都裝有低壓電流型漏電保護器，因為電流型保護器不允許其后的零線重復接地，也就是低壓避雷器不適宜安裝在保護器后面，如果保護器停用，避雷器沒有接地，起不到避雷保護作用。因此，作為出線保護的低壓避雷器應該分別裝設在各個保護器的前端。
　　                    
　　                                                      圖1配電變壓器的保護接線
　　2.2柱上開關的防雷保護
　　為了電網運行方面的需要，在6~10kV電網中安裝了一定的柱上開關與刀閘，這對保證配電網的運行方式的靈活性，提高供電可靠性起了很大的作用，但是往往忽略了這些開關設備的防雷保護措施，在柱上開關和刀閘處有些沒有安裝避雷器保護，或者僅僅在開關的一側裝設避雷器保護，當開關斷開時，將會造成雷電波的全反射，在雷害事故發生時造成開關設備自身的損壞，因此，開關設備自身的防雷保護是配電線路中防雷保護非常重要一部分，應該在開關或刀閘兩側安裝避雷器來進行保護，可避免在防雷保護上存在的缺陷。
　　2.3電纜分支箱及開關柜的防雷保護
　　由于電力系統的發展，電纜線路在配電線路中應用越來越廣泛，電纜分支箱和開關柜在配電線路中的使用越來越普遍，它的防雷問題也成一個突出的問題。在10kV電纜化的環網供電系統中，需采取措施抑制感應雷過電壓，通常的措施是采用避雷器，其保護點位置的選擇有兩種做法，一是在整個環網回路中的每個單元均安裝避雷器，該方法由于環網回路中安裝的避雷器數量較多，降低了系統運行的可靠性且增加成本。方法二則有選擇地在環網單元安裝避雷器保護。上述兩種避雷器安裝措施應根據電網的實際情況進行選擇，但是如果在環網回路中有一段架空線路的話，則應在架空線路的兩端的環網單元安裝避雷器進行保護。在避雷器選擇方面，具備防爆脫離功能和免維護的無間隙金屬氧化鋅避雷器更是首選。通常在10kV配電設備中選用HY5WS—12.7/50型避雷器，該型號的避雷器具有防水、耐污、防爆和密封性能好等特點，且體積小，重量輕，易安裝。
　　三、10kV配電線路防雷保護措施
　　3.1提高線路絕緣水平降低10kV配電線路閃絡概率
　　由于感應雷過電壓的幅值要小于直擊雷過電壓的幅值，但是幅值的范圍變化較大，主要與雷云活動與放電的形式有關。當雷云活動比較靠近配電線路且發生云對地放電時，感應雷過電壓幅值較大，容易對配電線路造成影響，造成絕緣擊穿；而當雷云活動離配電線路比較遠，且發生云對云放電時，發生感應雷過電壓幅值比較小，對配電線路的影響小，不會影響到配電線路的運行。感應雷過電壓主要是針對架空線路起作用，雖然在配電網中現已大量使用架空絕緣線路，能小幅度的提高配電線路的絕緣水平，但是架空絕緣導線主要是針對是豎相矛盾等問題，就防雷的角度而言無法起到決定性作用，因此，需要更換沖擊U50%放電電壓較高的絕緣子，以提高配電線路的絕緣水平，提高配電線路的耐雷水平。
　　3.2安裝避雷器進行保護
　　在輸電線路中使用線路避雷器取得了較好的防雷效果，借鑒于此，可以在配電線路中使用該方法，使用避雷器后，對架空絕緣線路形成有效的保護。由于無間隙避雷器長期承受工頻電壓，還要間歇地承受雷電過電壓及工頻續流，避雷器容易老化，所以避雷器故障很多，影響配電線路的供電可靠性。因此，在配電線路中可選用免維護氧化鋅避雷器，對配電線路中的易擊段進行有選擇的安裝，安裝處除線路中的易擊段外還應在相應的配電設備（配電變壓器、柱上開關等）進行安裝，對配電線路進行全面的保護。
　　3.3有選擇性的投運自動重合閘
　　在配電線路中，線路形式多樣，存在架空線路、架空絕緣線路、電纜線路等，電纜線路中一旦發生故障則為永久性故障，而自動重合閘如果是合到永久性故障點，會造成事故擴大，發生使電纜或設備損壞事故，或者發生“火燒連營事故”。不管配電網的網絡結構和線路組成，不適當的強調自動重合閘的投運率，在某種程度上說是增大了配電網發生事故的風險。從上述分析中可以看出，自動重合閘應在不同的線路形式情況下有選擇的投運。
　　（1）由于純電纜線路一旦發生故障則將發展成為永久性故障，因此，在純電纜線路中不適合采用投運自動重合閘的運行方式。
　　（2）在純架空線路條件下，故障多為瞬時性故障，自動重合閘能有效處理該線路形式中出現的故障，因此，在純架空線路條件下建議采用投運自動重合閘的方式提高線路的供電可靠率。
　　（3）架空線路與電纜混合網屬于在實際應用中比較多的線路形式，在這種線路形式下，是否投運自動重合閘應該按照各種線路形式所占比例決定是否投運。
　　①在架空裸線與電纜混合線路中，當電纜長度占到線路長度的40%以上時，應慎投自動重合閘，當電纜線路長度占到線路長度的50%以上時，則不采取投運自動重合閘的運行方式。
　　②在架空絕緣導線與電纜混合線路中，當電纜線路長度占到整條線路長度的30%以上時，應慎投自動重合閘，而當電纜長度占整條線路長度的40%以上時，則不采取投運自動重合閘的運行方式。當架空絕緣導線線路部分采用保護間隙保護時，可按①中所述情況對待。
　　3.4并聯間隙絕緣子的使用
　　用于10kV配電線路的防雷保護間隙的設計應該考慮以下幾個方面的要求：首先，雷擊線路時，保護間隙應當能夠先于絕緣子串放電，捕捉放電電弧根部引導雷電流入地，從而保護絕緣子串和線路不被燒毀，這是保護間隙的首要作用。其次，保護間隙與線路的絕緣配合也應當保證在線路最大操作過電壓下不擊穿，不降低線路絕緣水平。
　　保護間隙和線路絕緣子串的絕緣配合應該滿足以下兩個方面的設計要求：首先，保護間隙距離的設計應當在雷擊線路閃絡時可以捕捉電弧的根部，并引導故障電流入地，以便保護絕緣子、線路零部件和導線。雷擊閃絡時，放電應當起始于間隙的一個電極，終止于另一個電極，電弧應盡量不接觸絕緣子表面。其次，我們所設計的間隙對于正常的系統預測的操作過電壓則不應擊穿。這是因為整個配電線路是按照耐受系統預測的操作過電壓設計的，如果間隙不能耐受操作過電壓，就等于降低了整個配電線路的絕緣水平，這是不允許的。
　　                  
　　圖2保護間隙安裝示意圖
　　配電網安裝保護間隙具有避免雷擊損傷和雷擊斷線問題、保護間隙運行維護簡單等優點。
　　3.5降低接地電阻的措施
　　施加降阻劑進行降阻，實踐證明，在水平接地體周圍施加高效膨潤土降阻防腐劑，對降低桿塔的接地電阻效果明顯。
　　GPF-94高效膨潤土降阻防腐劑具有較低的電阻率，加水后有較大的膨脹倍數（3～5倍），施加在接地體周圍相當于增大了接地體的有效截面，消除了接地體與周圍土壤的接觸電阻；具有較強的吸水性和保水性以及隨時間推移不斷向土壤中滲透和擴散，降低了接地體周圍的土壤電阻率，因而具有較好的降阻性能，特別是對高土壤電阻率地區以及干旱地區的降阻效果最為明顯。
　　                                  
　　圖3水平接地體施加降阻劑
　　鋪設水平接地體時候,首先開挖圖3所示的溝槽，在溝底鋪入一半降阻劑粉，然后鋪入水平接地體，待接地體焊接完畢后，在上面鋪上另一半降阻劑粉,加水攪拌均勻后,再在上面回填細土并夯實。對溝寬a和降阻劑的厚度b，可根據土壤電阻率情況和需要降低的接地電阻值而定。其施加尺寸按下表所示：
　　表1降阻劑施加截面尺寸、降阻系數與用量關系表

                         
　　四、結論
　　配電網防雷的重點應放在感應雷過電壓上。感應雷過電壓主要是針對架空線路作用，而對電纜線路的影響比較小，但是在城市配電網由于有高層建筑物對配電線路起到了屏蔽作用，所以在城市配電網遭受感應雷過電壓的影響比較小，因此，對配電網的防雷保護應放在城鄉結合部的架空配電線路上。
　　本文經過對廣東地區配電網進行整體調研與分析后，發現廣東地區防雷存在問題，并提出相關解決措施以提高10kV配電線路耐雷水平。
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