趙愛華+黃愛華

摘 要：隨著我國城鎮(zhèn)化建設(shè)的加快，10 kV線路工程技術(shù)取得了多項突破，但雷擊斷線事故依然時有發(fā)生，給市民用電帶來很大的不便。就10 kV線路雷害的原因和防雷措施進行了探討，希望對相關(guān)單位有所啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：10 kV輸電線路；雷擊；防雷措施；電磁場

中圖分類號：TM862+.1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）22-0053-02

我國約70%的城鎮(zhèn)采用10 kV輸電線路，且大面積采用了投資低、鋪設(shè)快的絕緣導(dǎo)線代替了傳統(tǒng)的裸導(dǎo)線，從而加快了施工速度，降低了工程成本。但雷害事故依舊頻繁發(fā)生，尤其是在雷雨較多的季節(jié)。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在10 kV絕緣導(dǎo)線的故障中，雷害導(dǎo)致的故障數(shù)占總故障數(shù)的37.8%，其中，雷害造成斷電的故障率達到了96%. 因此，研究線路的防雷措施十分必要。

1 雷電的形成和形式

1.1 雷電的形成

雷電多數(shù)在積雨云中形成。大氣中的粉塵、雨滴等微粒會隨溫度和對流活動不停浮動，在浮動過程中摩擦產(chǎn)生電荷，電荷集聚形成正電荷云層、負(fù)電荷云層，電云層產(chǎn)生強大的電磁場，通過靜電感應(yīng)使距離云層較近的金屬導(dǎo)體帶上異性電荷；隨著電荷的不斷累積，電云層的電壓逐漸加大，而當(dāng)帶有電荷的電云層與大地上的金屬凸起物接近到某一程度時，電云層與金屬凸起物之間的空氣就會被擊穿，發(fā)生強烈的尖端放電，溫度瞬間將上升到2 000 ℃，周圍空氣也會隨之急劇膨脹，發(fā)出巨大的響聲和耀眼的閃光，這就是自然界的閃電和雷鳴，即我們常說的雷電。

1.2 雷電的危害形式

1.2.1 直擊雷電

直擊雷電即最常見的樹枝狀閃電，它直接從天空的電云層延伸到地面凸起物，可以瞬間擊傷、擊斃人畜。強大的電流透過地面凸起物進入大地，在雷擊點與雷擊點相連的金屬部分之間產(chǎn)生極高的對地電壓，進而造成電弧觸電事故。

1.2.2 雷電感應(yīng)

雷電感應(yīng)一般分為靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)。靜電感應(yīng)是在電云層接近地面凸起物時，地面凸起物頂部感應(yīng)出大量異性電荷的現(xiàn)象；電磁感應(yīng)是電云層對地面凸起物放電后，巨大電流產(chǎn)生的極速變化的電磁場所致，這種極速變化的電磁場能讓位于其中或附近的金屬導(dǎo)體產(chǎn)生很高的感應(yīng)電壓，造成二次放電，進而大規(guī)模損壞電氣設(shè)備，這是造成10 kV輸電線路故障的主要原因。

1.2.3 雷電波

雷電波即雷電沖擊波，通常由直擊雷電產(chǎn)生。當(dāng)電云層與地面金屬凸起物的非頂端部位產(chǎn)生放電后，集聚在頂端的電荷會瞬間釋放雷電波，雷電波在架空的線路、金屬管道上產(chǎn)生沖擊電壓并迅速傳播，進而大面積毀壞電氣設(shè)備的絕緣層，導(dǎo)致短路，最終造成嚴(yán)重故障。

2 雷擊對10 kV線路的危害

2.1 雷擊危害

直擊雷、雷電感應(yīng)和雷電波會在線路上產(chǎn)生感應(yīng)過電壓，會擊穿三相線路絕緣子的薄弱處向鐵塔橫擔(dān)放電形成雷擊閃絡(luò)，進而破壞導(dǎo)線絕緣層。當(dāng)三相線路的感應(yīng)過電壓差異較大時，就會在雷擊閃絡(luò)通道上形成工頻續(xù)流，隨之產(chǎn)生的高溫會燒斷輸電線路。

2.2 產(chǎn)生雷擊故障的原因

當(dāng)線路與電云層之間的距離<65 m時，雷電會直接擊中線路桿塔或線路。如果線路周圍有建筑物、樹木等遮掩物體，則線路受雷擊的概率會降低。在線路遭受的雷擊中，22%是直擊雷，其多發(fā)生在空曠地區(qū)，31%以上的直擊電流>20 kA；69%是由雷電感應(yīng)、雷電波引發(fā)得危害，其中，90%的感應(yīng)電流在1 kA左右。因此，造成線路故障的主要雷害是雷電感應(yīng)和雷電波。

雷擊發(fā)生時，瞬間變化的電磁場和雷電波會在架空的三相導(dǎo)線上產(chǎn)生感應(yīng)過電壓。通常情況下，雷電的主放電有一段累積的過程，因此，導(dǎo)線上的感應(yīng)電荷并不是在一瞬間釋放完的，而是逐漸釋放的。我們小組以雷擊地面點到導(dǎo)線的距離為變量，以最新的DL/T 671—2010標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，在平均雷暴日>19 d的地區(qū)測試10 kV線路的感應(yīng)電流。在10 kV線路的架空高度方面，我們選用了各地的平均值10 m，年雷暴日以40 d計算。

我國大部分地區(qū)雷電感應(yīng)電流>100 kA的概率約為7%. 因此，防雷時應(yīng)考慮≤100 kA時雷電對線路的影響。由表1可知，在雷擊點距離線路65 m處、感應(yīng)電流為100 kA時，10 kV線路的感應(yīng)過電壓為383.8 kV，遠超過了現(xiàn)有輸電線路絕緣子的承受能力，很容易發(fā)生閃絡(luò)，進而形成工頻電弧和工頻續(xù)流燒斷導(dǎo)線。

3 10 kV線路的防雷措施

根據(jù)10 kV線路雷害的成因，經(jīng)過不斷探索，筆者認(rèn)為可以從以下3個方面采取措施，防止雷擊損壞線路。

3.1 研發(fā)新型絕緣子

引進新技術(shù)，開發(fā)新型絕緣子，以提高絕緣子的耐壓能力。

3.2 降低桿塔的接地電阻

應(yīng)采用地線并聯(lián)的方式或采用電阻較低的金屬導(dǎo)線降低桿塔的接地電阻，從而增加雷擊感應(yīng)電流的通過性，使感應(yīng)電流更容易流入地下，最終降低雷擊的跳閘頻率，提高線路的耐雷能力。

3.3 安裝引雷設(shè)備

在危險區(qū)域安裝引雷裝置時，應(yīng)變被動防雷為主動防雷。在危險雷擊點附近安裝較高的引雷針等設(shè)備時，應(yīng)提前釋放雷電，從而大大減少雷電對線路的危害。

4 結(jié)束語

綜上所述，10 kV線路是我國的主要配電線路之一，做好10 kV線路的雷害分析和防雷工作有重要的意義。雷電的發(fā)生無法控制，但我們可通過分析雷害的成因，調(diào)整線路布置，增設(shè)防雷、引雷裝置，從而盡可能地減少雷害發(fā)生。

參考文獻

[1]芮敏雷.淺析10 kV線路防雷措施[J].管理學(xué)家，2013（22）.

[2]李燕鵬.10 kV配網(wǎng)雷擊故障分析及防范對策[J].商品與質(zhì)量·建筑與發(fā)展，2014（07）.

[3]李華斌.10 kV配電線路防雷措施分析研究[J].科學(xué)時代，2014（06）.

〔編輯：張思楠〕

摘 要：隨著我國城鎮(zhèn)化建設(shè)的加快，10 kV線路工程技術(shù)取得了多項突破，但雷擊斷線事故依然時有發(fā)生，給市民用電帶來很大的不便。就10 kV線路雷害的原因和防雷措施進行了探討，希望對相關(guān)單位有所啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：10 kV輸電線路；雷擊；防雷措施；電磁場

中圖分類號：TM862+.1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）22-0053-02

我國約70%的城鎮(zhèn)采用10 kV輸電線路，且大面積采用了投資低、鋪設(shè)快的絕緣導(dǎo)線代替了傳統(tǒng)的裸導(dǎo)線，從而加快了施工速度，降低了工程成本。但雷害事故依舊頻繁發(fā)生，尤其是在雷雨較多的季節(jié)。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在10 kV絕緣導(dǎo)線的故障中，雷害導(dǎo)致的故障數(shù)占總故障數(shù)的37.8%，其中，雷害造成斷電的故障率達到了96%. 因此，研究線路的防雷措施十分必要。

1 雷電的形成和形式

1.1 雷電的形成

雷電多數(shù)在積雨云中形成。大氣中的粉塵、雨滴等微粒會隨溫度和對流活動不停浮動，在浮動過程中摩擦產(chǎn)生電荷，電荷集聚形成正電荷云層、負(fù)電荷云層，電云層產(chǎn)生強大的電磁場，通過靜電感應(yīng)使距離云層較近的金屬導(dǎo)體帶上異性電荷；隨著電荷的不斷累積，電云層的電壓逐漸加大，而當(dāng)帶有電荷的電云層與大地上的金屬凸起物接近到某一程度時，電云層與金屬凸起物之間的空氣就會被擊穿，發(fā)生強烈的尖端放電，溫度瞬間將上升到2 000 ℃，周圍空氣也會隨之急劇膨脹，發(fā)出巨大的響聲和耀眼的閃光，這就是自然界的閃電和雷鳴，即我們常說的雷電。

1.2 雷電的危害形式

1.2.1 直擊雷電

直擊雷電即最常見的樹枝狀閃電，它直接從天空的電云層延伸到地面凸起物，可以瞬間擊傷、擊斃人畜。強大的電流透過地面凸起物進入大地，在雷擊點與雷擊點相連的金屬部分之間產(chǎn)生極高的對地電壓，進而造成電弧觸電事故。

1.2.2 雷電感應(yīng)

雷電感應(yīng)一般分為靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)。靜電感應(yīng)是在電云層接近地面凸起物時，地面凸起物頂部感應(yīng)出大量異性電荷的現(xiàn)象；電磁感應(yīng)是電云層對地面凸起物放電后，巨大電流產(chǎn)生的極速變化的電磁場所致，這種極速變化的電磁場能讓位于其中或附近的金屬導(dǎo)體產(chǎn)生很高的感應(yīng)電壓，造成二次放電，進而大規(guī)模損壞電氣設(shè)備，這是造成10 kV輸電線路故障的主要原因。

1.2.3 雷電波

雷電波即雷電沖擊波，通常由直擊雷電產(chǎn)生。當(dāng)電云層與地面金屬凸起物的非頂端部位產(chǎn)生放電后，集聚在頂端的電荷會瞬間釋放雷電波，雷電波在架空的線路、金屬管道上產(chǎn)生沖擊電壓并迅速傳播，進而大面積毀壞電氣設(shè)備的絕緣層，導(dǎo)致短路，最終造成嚴(yán)重故障。

2 雷擊對10 kV線路的危害

2.1 雷擊危害

直擊雷、雷電感應(yīng)和雷電波會在線路上產(chǎn)生感應(yīng)過電壓，會擊穿三相線路絕緣子的薄弱處向鐵塔橫擔(dān)放電形成雷擊閃絡(luò)，進而破壞導(dǎo)線絕緣層。當(dāng)三相線路的感應(yīng)過電壓差異較大時，就會在雷擊閃絡(luò)通道上形成工頻續(xù)流，隨之產(chǎn)生的高溫會燒斷輸電線路。

2.2 產(chǎn)生雷擊故障的原因

當(dāng)線路與電云層之間的距離<65 m時，雷電會直接擊中線路桿塔或線路。如果線路周圍有建筑物、樹木等遮掩物體，則線路受雷擊的概率會降低。在線路遭受的雷擊中，22%是直擊雷，其多發(fā)生在空曠地區(qū)，31%以上的直擊電流>20 kA；69%是由雷電感應(yīng)、雷電波引發(fā)得危害，其中，90%的感應(yīng)電流在1 kA左右。因此，造成線路故障的主要雷害是雷電感應(yīng)和雷電波。

雷擊發(fā)生時，瞬間變化的電磁場和雷電波會在架空的三相導(dǎo)線上產(chǎn)生感應(yīng)過電壓。通常情況下，雷電的主放電有一段累積的過程，因此，導(dǎo)線上的感應(yīng)電荷并不是在一瞬間釋放完的，而是逐漸釋放的。我們小組以雷擊地面點到導(dǎo)線的距離為變量，以最新的DL/T 671—2010標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，在平均雷暴日>19 d的地區(qū)測試10 kV線路的感應(yīng)電流。在10 kV線路的架空高度方面，我們選用了各地的平均值10 m，年雷暴日以40 d計算。

我國大部分地區(qū)雷電感應(yīng)電流>100 kA的概率約為7%. 因此，防雷時應(yīng)考慮≤100 kA時雷電對線路的影響。由表1可知，在雷擊點距離線路65 m處、感應(yīng)電流為100 kA時，10 kV線路的感應(yīng)過電壓為383.8 kV，遠超過了現(xiàn)有輸電線路絕緣子的承受能力，很容易發(fā)生閃絡(luò)，進而形成工頻電弧和工頻續(xù)流燒斷導(dǎo)線。

3 10 kV線路的防雷措施

根據(jù)10 kV線路雷害的成因，經(jīng)過不斷探索，筆者認(rèn)為可以從以下3個方面采取措施，防止雷擊損壞線路。

3.1 研發(fā)新型絕緣子

引進新技術(shù)，開發(fā)新型絕緣子，以提高絕緣子的耐壓能力。

3.2 降低桿塔的接地電阻

應(yīng)采用地線并聯(lián)的方式或采用電阻較低的金屬導(dǎo)線降低桿塔的接地電阻，從而增加雷擊感應(yīng)電流的通過性，使感應(yīng)電流更容易流入地下，最終降低雷擊的跳閘頻率，提高線路的耐雷能力。

3.3 安裝引雷設(shè)備

在危險區(qū)域安裝引雷裝置時，應(yīng)變被動防雷為主動防雷。在危險雷擊點附近安裝較高的引雷針等設(shè)備時，應(yīng)提前釋放雷電，從而大大減少雷電對線路的危害。

4 結(jié)束語

綜上所述，10 kV線路是我國的主要配電線路之一，做好10 kV線路的雷害分析和防雷工作有重要的意義。雷電的發(fā)生無法控制，但我們可通過分析雷害的成因，調(diào)整線路布置，增設(shè)防雷、引雷裝置，從而盡可能地減少雷害發(fā)生。

參考文獻

[1]芮敏雷.淺析10 kV線路防雷措施[J].管理學(xué)家，2013（22）.

[2]李燕鵬.10 kV配網(wǎng)雷擊故障分析及防范對策[J].商品與質(zhì)量·建筑與發(fā)展，2014（07）.

[3]李華斌.10 kV配電線路防雷措施分析研究[J].科學(xué)時代，2014（06）.

〔編輯：張思楠〕

摘 要：隨著我國城鎮(zhèn)化建設(shè)的加快，10 kV線路工程技術(shù)取得了多項突破，但雷擊斷線事故依然時有發(fā)生，給市民用電帶來很大的不便。就10 kV線路雷害的原因和防雷措施進行了探討，希望對相關(guān)單位有所啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：10 kV輸電線路；雷擊；防雷措施；電磁場

中圖分類號：TM862+.1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）22-0053-02

我國約70%的城鎮(zhèn)采用10 kV輸電線路，且大面積采用了投資低、鋪設(shè)快的絕緣導(dǎo)線代替了傳統(tǒng)的裸導(dǎo)線，從而加快了施工速度，降低了工程成本。但雷害事故依舊頻繁發(fā)生，尤其是在雷雨較多的季節(jié)。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在10 kV絕緣導(dǎo)線的故障中，雷害導(dǎo)致的故障數(shù)占總故障數(shù)的37.8%，其中，雷害造成斷電的故障率達到了96%. 因此，研究線路的防雷措施十分必要。

1 雷電的形成和形式

1.1 雷電的形成

雷電多數(shù)在積雨云中形成。大氣中的粉塵、雨滴等微粒會隨溫度和對流活動不停浮動，在浮動過程中摩擦產(chǎn)生電荷，電荷集聚形成正電荷云層、負(fù)電荷云層，電云層產(chǎn)生強大的電磁場，通過靜電感應(yīng)使距離云層較近的金屬導(dǎo)體帶上異性電荷；隨著電荷的不斷累積，電云層的電壓逐漸加大，而當(dāng)帶有電荷的電云層與大地上的金屬凸起物接近到某一程度時，電云層與金屬凸起物之間的空氣就會被擊穿，發(fā)生強烈的尖端放電，溫度瞬間將上升到2 000 ℃，周圍空氣也會隨之急劇膨脹，發(fā)出巨大的響聲和耀眼的閃光，這就是自然界的閃電和雷鳴，即我們常說的雷電。

1.2 雷電的危害形式

1.2.1 直擊雷電

直擊雷電即最常見的樹枝狀閃電，它直接從天空的電云層延伸到地面凸起物，可以瞬間擊傷、擊斃人畜。強大的電流透過地面凸起物進入大地，在雷擊點與雷擊點相連的金屬部分之間產(chǎn)生極高的對地電壓，進而造成電弧觸電事故。

1.2.2 雷電感應(yīng)

雷電感應(yīng)一般分為靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)。靜電感應(yīng)是在電云層接近地面凸起物時，地面凸起物頂部感應(yīng)出大量異性電荷的現(xiàn)象；電磁感應(yīng)是電云層對地面凸起物放電后，巨大電流產(chǎn)生的極速變化的電磁場所致，這種極速變化的電磁場能讓位于其中或附近的金屬導(dǎo)體產(chǎn)生很高的感應(yīng)電壓，造成二次放電，進而大規(guī)模損壞電氣設(shè)備，這是造成10 kV輸電線路故障的主要原因。

1.2.3 雷電波

雷電波即雷電沖擊波，通常由直擊雷電產(chǎn)生。當(dāng)電云層與地面金屬凸起物的非頂端部位產(chǎn)生放電后，集聚在頂端的電荷會瞬間釋放雷電波，雷電波在架空的線路、金屬管道上產(chǎn)生沖擊電壓并迅速傳播，進而大面積毀壞電氣設(shè)備的絕緣層，導(dǎo)致短路，最終造成嚴(yán)重故障。

2 雷擊對10 kV線路的危害

2.1 雷擊危害

直擊雷、雷電感應(yīng)和雷電波會在線路上產(chǎn)生感應(yīng)過電壓，會擊穿三相線路絕緣子的薄弱處向鐵塔橫擔(dān)放電形成雷擊閃絡(luò)，進而破壞導(dǎo)線絕緣層。當(dāng)三相線路的感應(yīng)過電壓差異較大時，就會在雷擊閃絡(luò)通道上形成工頻續(xù)流，隨之產(chǎn)生的高溫會燒斷輸電線路。

2.2 產(chǎn)生雷擊故障的原因

當(dāng)線路與電云層之間的距離<65 m時，雷電會直接擊中線路桿塔或線路。如果線路周圍有建筑物、樹木等遮掩物體，則線路受雷擊的概率會降低。在線路遭受的雷擊中，22%是直擊雷，其多發(fā)生在空曠地區(qū)，31%以上的直擊電流>20 kA；69%是由雷電感應(yīng)、雷電波引發(fā)得危害，其中，90%的感應(yīng)電流在1 kA左右。因此，造成線路故障的主要雷害是雷電感應(yīng)和雷電波。

雷擊發(fā)生時，瞬間變化的電磁場和雷電波會在架空的三相導(dǎo)線上產(chǎn)生感應(yīng)過電壓。通常情況下，雷電的主放電有一段累積的過程，因此，導(dǎo)線上的感應(yīng)電荷并不是在一瞬間釋放完的，而是逐漸釋放的。我們小組以雷擊地面點到導(dǎo)線的距離為變量，以最新的DL/T 671—2010標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，在平均雷暴日>19 d的地區(qū)測試10 kV線路的感應(yīng)電流。在10 kV線路的架空高度方面，我們選用了各地的平均值10 m，年雷暴日以40 d計算。

我國大部分地區(qū)雷電感應(yīng)電流>100 kA的概率約為7%. 因此，防雷時應(yīng)考慮≤100 kA時雷電對線路的影響。由表1可知，在雷擊點距離線路65 m處、感應(yīng)電流為100 kA時，10 kV線路的感應(yīng)過電壓為383.8 kV，遠超過了現(xiàn)有輸電線路絕緣子的承受能力，很容易發(fā)生閃絡(luò)，進而形成工頻電弧和工頻續(xù)流燒斷導(dǎo)線。

3 10 kV線路的防雷措施

根據(jù)10 kV線路雷害的成因，經(jīng)過不斷探索，筆者認(rèn)為可以從以下3個方面采取措施，防止雷擊損壞線路。

3.1 研發(fā)新型絕緣子

引進新技術(shù)，開發(fā)新型絕緣子，以提高絕緣子的耐壓能力。

3.2 降低桿塔的接地電阻

應(yīng)采用地線并聯(lián)的方式或采用電阻較低的金屬導(dǎo)線降低桿塔的接地電阻，從而增加雷擊感應(yīng)電流的通過性，使感應(yīng)電流更容易流入地下，最終降低雷擊的跳閘頻率，提高線路的耐雷能力。

3.3 安裝引雷設(shè)備

在危險區(qū)域安裝引雷裝置時，應(yīng)變被動防雷為主動防雷。在危險雷擊點附近安裝較高的引雷針等設(shè)備時，應(yīng)提前釋放雷電，從而大大減少雷電對線路的危害。

4 結(jié)束語

綜上所述，10 kV線路是我國的主要配電線路之一，做好10 kV線路的雷害分析和防雷工作有重要的意義。雷電的發(fā)生無法控制，但我們可通過分析雷害的成因，調(diào)整線路布置，增設(shè)防雷、引雷裝置，從而盡可能地減少雷害發(fā)生。

參考文獻

[1]芮敏雷.淺析10 kV線路防雷措施[J].管理學(xué)家，2013（22）.

[2]李燕鵬.10 kV配網(wǎng)雷擊故障分析及防范對策[J].商品與質(zhì)量·建筑與發(fā)展，2014（07）.

[3]李華斌.10 kV配電線路防雷措施分析研究[J].科學(xué)時代，2014（06）.

〔編輯：張思楠〕