铁路10kV电力线路雷击故障分析与防雷措施应用

摘要：近年来，我国电力系统不断发展壮大，在配网线路设计中，防雷技术是关系到 10kV配网线路是否可靠的关键因素，但是近年来我国10kV配网线路却雷击事故频发这为人民群众生命财产造成了安全隐患。因此，本文分析了铁路10kV电力线路雷击故障分析与防雷措施应用。

关键词：10kV配网线路；防雷技术；措施

从10kV配网线路的运行数据中我们可以看出，雷击10kV配网线路的事故频频发生，这不仅严重影响了配电网供电的可靠性和安全性，也影响了人民群众的正常生产生活和用电，造成了巨大的经济损失。 一、10kV配电线路雷击过电压形式

雷电具有爆发性强、破坏性大和无法抑制的特点，不仅对人类生命构成严重的威胁，而且极大地破坏输电线路电气设备设施，引起了电力行业技术人员的高度关注。雷电放电是带电荷的雷云引起的，有雷云对雷云放电、雷云对大地放电以及雷云内部放电三种，其中对电力系统和通讯危害最大的是雷云对地放电。雷云对地放电主要分为先导放电阶段、主放电阶段以及余光放电阶段，其中主放电阶段电流最大，破坏性最强，瞬间可达到数十乃至数百千安的电流。配电线路的雷击过电压通常是有直击雷过电压和感应雷过电压两种形式。直击雷过电压是指雷云击中电力装置或者杆塔时放出强大的雷电流通过物体流入大地，在该物体生产的电压降。感应雷过电压是指雷电击中架空线路附近的大地，由于电磁感应在导线上产生过电压。在10kV架空配电线路雷击事故中，往往是由感应雷过电压引起的概率比较高，占事故的75%以上，感应雷过电压便成了雷击事故研究的重点。

二、10kV 电力线路雷击故障分析

在外界因素和自身因素共同作用下，配电线路容易受到雷击的损坏。首先是配电线路架设范围广泛、设备多样。电子设备的特点，决定了它很容易受到雷电的影响；此外，人为的破坏也是使线路很容易遭受雷击的原因之一。大量的10kV 线路、开关、塔桥等设备接地线的被盗，使线路没有接地保护，这样容易使线路遭受雷击损坏。对于10kV的配网线路而言，有很多10kV以上的线路交叉在一起，较高等级的线路的电压比较强，容易从远处带来雷电，而10kV的线路中的防雷设计水平较低，在多雷区，就处于劣势地位。因此10kV的配网线路比其他高等级线路更容易受到雷击的危害。在线路的设计上，针式绝缘使用的较为广泛，具有对雷击的抵抗和防御明显等优点，但是如果针式绝缘子遭受雷击击穿，又不利于发现故障点，导致延长10kV线路恢复供电时间。线路管理不规范，也会加大雷击的损坏的可能性。各种线路和设备的安装不规范，没有按照相应的要求严格进行，例如对各种接口的焊接不够牢固，或者是接地网被腐蚀而没有及时的检修、施工项目的破坏以及配电线路被损坏等等，都会使设备和线路受到雷击。另外，设备和线路的老化，例如避雷装置的质量不合格和终年受雷电的影响而失效，造成各种仪器不准确，对出现的问题不能及时的反应出来。以上的各种原因，都会使线路和设备难以抵挡雷电的袭击。 三、主要原因

随着现在科学技术的不断进步和发展，研究人员逐步对危害因素进行深入分析和排查， 并不断根据技术创新进行初步完善，从而达到减少雷击故障的目的。雷击故障发生原因可以从以下几个方面来进行探讨： 一是在电网系统运行过程中，

由于一些电力设施设备和相关管理制度不完善，导致在一些雷击次数比较多的地区和领域，使得10kV 配电线路的防雷设施没有到位，一些规章制度也没有及时进行完善，并且缺乏一些专业人员的技术监督，指导不到位等。二是由于不同的区域地理条件不同，导致在进行防雷设施布置工作时，死板的按照自己的一些套路，并没有结合当地区域的实际情况，虽然进行了一些防雷措施，然而并没有取得预期的效果，甚至导致一些防雷保护设备在雷击过程中遭到了严重的破坏。三是一些管理部门没有对10kV 配电线路予以高度重视，另外，上级管理机构对电力专业的财力支持不到位，导致电力专业有心无力，使得相关防雷水平达不到相应的标准，防雷设置数量比较少。另外，由于一些工作人员业务水平较弱，没有按照相关制度要求对电力线路进行相应的定时检查，从而忽略了一些安全事故和故障的发生，这种安全隐患在未来会造成很大的危害。另外，由于一些电力线路本身具有引雷的特点，所以在配电线路建设过程中，尤其是在一些空旷区域，带有一些金属结构的螺栓本身具有引雷的特性， 一旦云层发生放电现象，这种结构很容易吸引电荷发生雷击。另外，虽然一些电力线路采用架空设置， 但是这些导线附近或多或少的也会具备一些突起物，这些物体很容易担当连接物角色，云层一旦发生放电，电荷就会顺着这些物体下行，这样云层电荷就会和导线的电压发生重叠现象，很容易引发雷击事故。另外，在架设导线的时候，一定要选择合适的区域，一些空旷地区的地形或者一些地形比较复杂的区域，很容易导致雷击故障，其过电压对整体的危害非常大。 四、10kV配网线路防雷技术措施

1.从设计开始进行防雷考虑，选择合适的设备。在对10kV配网线路进行防雷设计时，需要对设备和器材进行合理选择，而且要严格按照规定的要求进行施工，确保线路之间的间距符合标准要求。同时还要对线路采取必要的绝缘保护措施，有效的降低10kV配网线路发生闪络的可能性。对于绝缘水平较低的配网线路，一旦雷击发生绝缘子极易发生闪络，从而严重严重生影响和线路的正常运行。因此在进行10kV线路设计时，需要增加悬式绝缘子的片数，利用加强型瓷横担架来确保线路绝缘水平的提高。

2.安装避雷器对线路进行保护。我们知道，在输电线路中采用线路避雷器能起到良好的防雷效果。同理，我们也可以在配网线路中借鉴这种方法。在配网线路中使用避雷器之后，能够对架空绝缘导线起到良好的保护作用。因为无间隙避雷器在长时间内承受着工频电压，并且还要间歇承受工频续流和雷电经过时的电压，很容易老化，因此，避雷器会出现很多故障，这些故障就极大地影响了配网线路供电的可靠性。在配网线路中，我们要安装免维护的氧化锌避雷器对线路进行保护，并且要注意对配网线路中易击段有选择地进行安装，还要配置相应的配电设备即配电变压器以及柱上开关等，这样就能对配网线路实行全面的保护。 3.间隙和避雷器的配合。在配网线路防雷过程中，避雷设备得到了广泛的应用并取得了很好的效果。然而，因为无间隙的避雷器经常处于工频电压的影响之下，且经常承受过电压的压力，因此避雷器很容易老化，进而导致各种事故频发，使供电可靠性降低。基于此，选择免维护的氧化锌避雷器。就目前配网线路的发展来看，大范围的安装避雷器是不切实际的，成本太高且运行问题繁多，而进行线路间间隙的扩大并与避雷器相互结合，可起到防雷效果。

4.对配电设备进行防雷保护。对配电设备进行保护，需要在低压一侧安装低压避雷器，加强外壳与接地处的连接，对雷击起到一定的防护作用。同时对柱上的开关进行防雷保护，即在10kV配网线路中安装开关和刀闸，提高运行的灵活

性与可靠性，在刀闸上也要进行相应的防雷保护，避免对设备造成损害。作为配网线路防雷保护的一部分，对开关进行防雷保护必须在开关两侧安装避雷器。同时，要对电站所进行保护，避免雷雨天气的雷击，需要在变配电站所的开关处安装间隙避雷器或者是过电压保护器。

5.降低配电设备的接地电阻。在众多10kV配电线路防雷击技术中，降低杆塔接地电阻是其中的有效措施，该措施适用于平原及土壤电阻率低的配电线路地区。降低杆塔接地电阻的方法要根据当地的地形地貌和土壤的湿度来合理采用， 根据不同地区气候、雷电发生率、土壤电阻率等情况，合理配置接地电阻，可在一定程度上保护10kV配电线路。现阶段，在配电线路中，接地电阻的降低措施如下所述，主要通过水平接地体和增加降阻剂来完成：一是水平接地体，采用水平接地方式进行降阻是常用措施， 但是这种方法也有其弊端， 其目标值很难达到要求， 并且容易腐蚀，使用寿命不长;二是降阻剂，降阻剂是一种良好的导电体， 能够与金属接地体紧密接触，这样当遭受雷击时，能增强杆塔的耐雷性能，降阻效果明显。

6.加强对避雷器的管理。避雷器在10kV配网线路上进行安装可以有效的起到防雷的效果，而且可以将雷击所带来的损害降至最低点。但避雷器都具有一定的使用年限，所以在日常管理工作中需要对超过使用年限的避雷器进行及时更换，否则老化后的避雷器不仅无法发挥避雷作用，而且还会成为线路的负担，极易导致线路接地情况的发生。因此在避雷器管理工作需要对失效老化的避雷器进行及时更换，确保避雷器能够真正起到防雷的作用。 五、10kV配电线路防雷策略

目前，10kV 配电线路主要采取以下几种防雷策略：一是使用终端杆塔。这种防雷措施就是在电力线路的末端安装避雷装置，这样一旦发生电磁能力转化，可以有效防止异常现象的发生，防止电压发生过高现象。二是架空绝缘导线。这种防雷措施就是把绝缘导线进行架空处理，这样一旦绝缘导线上方发生雷击现象，由于直雷击和感应雷击带来的过电压非常大，很容易使线路的绝缘层发生破坏，甚至造成火灾事故，因此，可以使用疏导法或者堵塞法来防止雷击过程中绝缘导线破坏，防止火灾事故的发生。三是使用交叉跨领域的电力线路。这种防雷措施就是在两种不同级别的线路中，使用一种交叉的方式实现跨领域，这样

可以有效避免由于级别不同导致的线路跳闸现象的发生。但是在使用这种防雷措施时，需要注意的一点就是一定要设置好线路交叉的垂直距离。四是使用同塔多回路架设。在电力线路操作的时，由于很多线路的绝缘措施一致，所以往往在回路比较多的区域设置相同的防雷措施，所以，采用同塔多回路的架设方式，其绝缘方式一般选择不平衡式，这样才能进一步提高防雷设施水平。五是提高配电线路绝缘水平， 降低闪络概率。10kV配电线路具有比较低的绝缘水平，遭受雷击时，非常容易出现线路绝缘子闪络等情况。且配电线路中常常会有同塔共架多回路的现象，在某些杆塔架上布置的回路有4回或以上，虽然这样减少了线路走廊，减低了线路的投资成本，但由于同塔共架多回路中的线路和线路之间的电气距离不足，一旦受到雷击后，就会引发各回路均出现接地事故， 情况严重时甚至会出现多回线同时跳闸的情况发生， 大大影响了线路供电的可靠性。

随着科学技术的不断发展，我国的电力行业得到了长足的发展，电力系统相关领域已经渗透到家家户户。所以，如果电力线路一旦发生故障，就会给国家、电力系统以及人们的生命财产安全带来严重的威胁，所以必须提高相应配电线路的质量和运营措施，减少经济损失，与此同时，采取一定的防雷措施和防雷装置，

从而保证电力系统正常高效运转。 参考文献

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