农村常用10kv变压器配电站防雷设计分析
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摘 要：10kv线路属于中压输配电网络，是我国农村主要的供配电网络。但随着我国农村电力系统的不断发展，电力配送网络中出现线路故障的频率也越来越高。由雷电原因导致引起线路跳闸的主要因素之一，雷电原因导致线路起火、坍塌不仅会影响整个电力系统的正常运行，还给人民群众的生命和财产带来巨大隐患。
中图分类号：TM4文献标识码： A
引言
近年来，随着我国智能电网建设工作的不断推进，我国电网公司在电能的输送上逐渐朝着安全与稳定的方向发展。同样，10kV配电线路作为对用户提供电能最直接的联系方式，是实现我国农村电网到户工作的重要的组成部分之一。因此，在10kV配电线路运行管理的过程中，如何提高管理能力，保证配电线路的稳定与持续发展也就显得非常的重要。
一、雷击对10kV配电变压器造成的危害
相比于110kV及以上电压等级的主网而言，10kV配电网耐受雷击的能力要弱得多，一旦遭受雷击，10kV配电网更容易受到冲击，也更容易出现故障和事故。一般来说，雷击造成10kV配电变压器损坏有以下两种作用机理：
1、雷电冲击波直接作用于10kV配电变压器
当雷电冲击波侵入到10kV配电变压器中，避雷器将动作，雷电流将经由接地电阻泄入大地，造成变压器绕组中性点的电压快速攀升。若雷电流是从10kV配变低压侧侵入，由于配变绕组中性点的电压较高，将在低压绕组上生成一个冲击电流，该电流将在配变的高压侧感应出一个很高的感应电动势，导致中性点的绝缘被击穿，同时还会击穿绕组匝间及层间的绝缘；若雷电流是从10kV配变高压侧侵入，同理，在极短时间内高压侧绕组的中性点电压将快速攀升，进而引起低压侧绕组中性点电压也快速升高，并在低压绕组中生成一个过电压，从而对低压绕组的匝间和层间绝缘造成威胁。
2、雷电流侵入到10kV配电变压器线圈
当雷电流沿10kV配电线路传播到10kV配电变压器的线圈中时，雷电流作用于线圈的瞬间线圈中的电流是不会突变的，此时可以将电路看作短路，因此该时刻流入10kV配变的电流相当于侵入雷电流以及反射电流的叠加值，其幅值近似于初始值的两倍，从而对10kV配变造成破坏。
二、10kV配网线路防雷技术与改进措施
1、柱上开关防雷
10kV配电电网在设计与实现的过程中，出于保证电网运行安全等方面的考虑，一般都会安装柱上开关和闸刀等，其主要目的是为了在紧急情况下，可以及时的闭合、断开柱上开关或者闸刀，提高10kV配电线路在操作上的灵活性与可靠性。因此，对柱上开关、闸刀等配套设施进行避雷器的安装，将可以提高柱上开关、闸刀等配套设施的防雷技术，有利于降低雷击危险的出现。
2、配电变压器防雷
在配电变压器中进行防雷技术的设置，一般都会选择在低压的一侧，对于低压侧与其中性点、变压器外壳以及高压侧的变压器要形成四点接地的形式。与此同时，在测试接地电压值后，要尽量保持相关值在100kVA或者以上，而接地电阻值则要求保持在4Ω以下。但是，如果相关值出现在100kVA以下时，对于接地电阻则要求提升到10Ω以下。从而可以很好的保证到变压器中的电压与电阻维持在一定值的范围上，提高配电变压器的防雷保护工作。
3、电缆分支箱防雷
目前，在电缆分支的连接上，主要依靠配电箱作为媒介，因此对于分支箱的防雷工作同样要注意。而分支箱的防雷技术主要在其两侧都安装上避雷器，在防雷器的选用上一般都是具备防爆脱离与免维修两种功能的无间隙金属氧化锌。从而可以利用其抑制到感应雷，防止其通过电压，降低分支箱被雷击现象的出现。
4、提高线路的绝缘水平、降低线路闪络
配电网线路的绝缘水平与防雷效果成正比，绝缘效果越好，防雷的程度就越高。这是因为雷电活动时产生的感应雷电经过配网线路中的电压时，降低了整个线路的防雷水平，容易导致线路出现绝缘子闪络等事故。目前为了减少设置线路走廊，我们通常在某些杆塔架上布置的回路有的在4回以上，采用同塔多回路技术，表面上降低了投资成本，减少了线路走廊，但是一旦受到雷击后，由于同塔多回路中的线路和线路之间的电气距离不足，就会引发各个回路都出现接地事故，大大影响了配网线路供电的可靠性，为农民群众的生命财产安全带来巨大威胁。为了防止问题的出现，一定要提高配电网络的绝缘程度，比如增加绝缘子的片数，用绝缘导线取代原来的裸导线，更换绝缘子型号等来提高配网线路的绝缘，在绝缘子与导线之间增加绝缘皮，降低感应雷电经过电压时造成线路闪络的频率，为配网线路稳定供电提供保障。
5、科学合理地设置接地引下线
对于避雷器和10kV配变外壳之间的接地引下线要尽可能地缩短，否则在接地引下线上的感应电压降就比较大，当该电压降与避雷器残压进行叠加，并作用于配变的绕组，将对配变的主绝缘造成严重威胁。此外，要固定好接地引下线，保证接地引下线的结构稳固，同时还要对接地极和接地引下线做好防腐处理，以增强接地极与接地引下线的抗腐蚀能力，确保其使命年限和泄流效果。
6、降低10kV配电变压器的接地电阻值
降低10kV配电变压器接地装置的接地电阻值是一项极为有效的防雷保护手段。首先，10kV配变接地装置的接地形式可以采用四边放射形接地，其顶端则采用垂直接地极，垂直接地极可以在岩缝或土层厚的地方打入；其次，在垂直接地极和水平放射线的结合部位可以采用接地模块来有效增大其与土壤之间的接触面积，更加有利于雷电流的散流；第三，若土壤的电阻率较高，则可以采用在土壤中加入降阻剂的方式来改善土壤条件，以有效降低接地电阻。
结束语
保证10kV配网供电可靠性是关系到新型农村发展和人民群众生产生活的重要保障。本文分析了新型农村10kV配电网遭受雷击的原因，同时提出了相应的防雷防范措施，以提高线路的供电可靠性，减少雷电灾害对农村配电设施的危害。
参考文献
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