李 正

（菏泽城建建筑设计研究院有限公司，山东 菏泽 274000）

0 引言

10 kV 配电网末端直接连接用户，其运行质量也直接影响着供电所的供电能力。由于绝缘水平较低，加上没有避雷线保护，10 kV 配电网很容易受到感应雷、直击雷的影响，出现跳闸等事故。特别是在地形复杂、多雷的地区，配电网被雷击的概率更高。10 kV 配电网遭受雷击，会在不同程度上损害配电网设备，导致线路停运。在强雷击情况下，有的线路甚至还会出现全部跳闸事故，降低供电所供电的可靠性，造成巨大的经济损失。我国电力负荷随着社会的发展而增加，客观上要求供电所不断优化配电网，提升其运行的可靠性和安全性[1]。

1 10 kV 配电网雷击事故原因

发生雷击时，雷击发生地周围电力设备会产生一定的磁场反应，使得电力设备、线路的静电分量、辐射分量、磁分量等激增，配电线路传递中容易出现反应过电压问题。雷电流大小、雷电通道距离、线路悬挂高度等都会影响配电线路的过压幅值，引发雷击事故。10 kV 配电网雷击事故多存在如下5 个表现。（1）雷暴日数Td 越高，表示该地发生雷电气象越频繁，配电网出现雷击事故的可能性就越高。（2）随着避雷保护器使用时间的加长，其防雷性能可能出现下降，难以起到预定的防雷效果。（3）施工单位在建设配单网时没有严格控制工程质量，导致绝缘子技术参数不合理、质量不过关，绝缘效果不明显。（4）10 kV 配电网在日常运行中接地装置可能存在年久失修的情况，导致接连部分受到锈蚀。（5）对绝缘子、避雷针的维护力度较小，导致配电网绝缘参数、耐久度降低，若发生雷击灾害，容易出现变压器爆炸、瓷瓶破裂、避雷器短路烧坏等问题，破坏配电网的安全性能和稳定性能。

2 10 kV 配电网常见防雷技术

2.1 10 kV 配电网线路防雷

在10 kV 配电网防雷保护中，一般会优先对配电网线路实施防雷措施[1]。为了保障配电网线路防雷效果，应控制好杆塔接地电阻，在进线段加装避雷线，同时在配电线路上安装避雷针和避雷器，提升配电线路的绝缘水平。对于部分特殊线路可以安装耦合地线，在杆塔上加装电压保护器，进而提升10 kV 配电线路防雷水平。架空裸线是10 kV 配电网中使用较多的线路，可以加强对这些线路的防雷保护，提升其运行的可靠性[2]。

2.1.1 降低杆塔接地电阻

如果雷击现象发生在杆塔接地电阻降低以后，杆塔塔顶电位上升速度会降低，绝缘子承受的电压会相应的降低，有利于提升10 kV 配电线路的耐雷水平，避免出现线路因遭遇雷击而跳闸的情况。施工人员可以根据实际情况选取化学降阻或物理降阻方法，降低杆塔接地电阻。适当地延长或加深接地体的进埋深度，或者在接地体周围敷设降阻剂，通过降低土壤电阻率实现降低接地电阻的目的。

2.1.2 架设耦合地线

可以在雷击事故多发地区的导线下方加设一根接地线。加设接地线实际上就相当于架设耦合地线，起到分流效果，使雷击电流能在较短时间内泄入土壤，加快塔顶电位的降低速度。在架设耦合地线时应确定好架设位置，既可以在导线下方进行架设，也可以在线路两边耦合地线平行架设。

2.1.3 采用新型绝缘子

使用新型绝缘子替换传统的瓷质绝缘子。如果出现零值但无出现明显特征时，施工人员是很难发现的，将影响绝缘子串耐压水平，一旦这时发生雷击事故，容易出现闪络。由于玻璃钢绝缘子失效后会出现自破零值的现象，使用玻璃钢绝缘子后，线路绝缘水平会有不同程度的提升，能有效改善闪络事故。相较于瓷绝缘子，玻璃钢绝缘子的失效检出率更高，通过消除劣质绝缘子以及零值绝缘子，攻克线路绝缘弱点，进而降低绝缘子雷击闪络概率，提升线路的绝缘水平。

2.1.4 安装线路避雷器

将避雷器装置安装在线路杆塔上，将线路绝缘子和避雷器装置串并联起来，提升装置安装处线路反击、绕击雷击水平，防止绝缘子出现闪络，避免雷击跳闸事故的发生。安装线路避雷器的原因：如果线路遭遇雷电绕击，而避雷器动作电压比绝缘子串两端产生过电压低，这时避雷器会利用阀片非线性伏安特性控制避雷器残压，使其始终处于比线路绝缘子串闪络电压低的状态；当雷电流经过避雷器泄放后，避雷器工频电流会很低，工频电弧会在第一次达到零值时就熄灭，可以避免线路两侧断路器出现跳闸，使供电系统正常工作。

2.2 10 kV 配电变压器防雷

如果施工人员没有严格按照相关规范安装避雷器，配电变压器容易遭受雷击，出现雷击事故。这种现象在城乡结合部尤为常见，多数情况下施工人员会将避雷器安装在配电变压器的高压侧，同时设置较长的连接线；而有的虽然分别在低压侧和高压侧安装了避雷器，但是接地端和低压绕组中性点、变压器外壳等连接失效，难以发挥防雷功效。在安装配电变压器避雷器时，不仅应将避雷器安装在低压和高压两侧，而且应必须确保变压器外壳以及低压器、变压器高压侧中性点处于有效接地状态，同时根据相关规定采取有效的接地电阻控制措施。

2.3 柱上开关防雷技术

为了强化10 kV 配电网安全运行性能，可以在配电网上安装柱上开关及刀闸，在不影响线路运行灵活性的情况下保障供电的可靠性。同时，应实施一定的防雷保护措施，保障柱上开关设备正常使用，具体地可以在柱上开关、刀闸两侧分别安装上避雷器，避免柱上开关及刀闸受到雷击危害，进而提升线路防雷水平。

2.4 电缆分支箱防雷技术

应对电缆分支箱防雷采取电压抑制措施，阻止感应雷通过电压。具体地可以采取避雷器设备，其保护位置应根据实际情况进行确定。避雷器应优先选择具有防爆脱离功能且无间隙、免维修的金属氧化锌避雷器，如HY5WS-12.7/50 型号的避雷器。

3 配电网防雷技术注意的事项

在使用防雷设备时需要特别注意如下4 个问题。（1）在实施配电变压器防雷措施时应注意“正、反变换过电压”变压器，不能忽视低压，低压侧也应安装避雷器。（2）在实施开闭所防雷措施时，应注意避雷器的安装位置，使其和开闭所设备并联。（3）应注意开关设备，科学设置避雷器、联络开关、分支开关等的位置，避免设备因雷击遭受损害。（4）综合考虑防雷措施技术问题，包括防雷屏蔽线、防弧金具、架设避雷线、路过电压保护器、氧化锌避雷器等。对于配电网线路，防雷屏蔽线可以降低雷电感应过电压，而防弧金具的效果可能会差很多，当其被雷电击穿后，难以有效发挥防止跳闸的功能；不仅如此，其安装规范、要求也比较严苛。因此，在实践中应优先考虑防雷屏蔽线，尽量避免使用防弧金具[3]。

4 结论

10 kV 配电线线路较长，结构比较复杂，管理和检修难度较大，配电网发生雷击事故，不仅会影响居民正常用电，而且可能阻碍工商业正常运行。供电单位应重视10 kV 配电网防雷技术的提升，尽可能降低10 kV配电线路的跳闸率，避免配电网出现雷击事故，提升10 kV 配电网运行的可靠性和安全性，保障电力系统运行的稳定性。