方 芳，田 和

（1.國網(wǎng)河北省電力有限公司平鄉(xiāng)縣供電分公司，河北 平鄉(xiāng) 054000；2.國網(wǎng)冀北電力有限公司陽原縣供電分公司，河北 陽原 075000）

雷電是一種常見的自然災(zāi)害現(xiàn)象，其產(chǎn)生的雷擊電流和雷電強烈的電場可能給10 kV 配電網(wǎng)帶來嚴重的安全隱患。雷擊跳閘故障不僅會造成線路設(shè)備的損壞，還會導(dǎo)致供電中斷，給用戶用電和生產(chǎn)生活帶來嚴重影響。為了保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，必須采取有效的防雷措施。文章旨在對10 kV 配電網(wǎng)雷擊跳閘故障的原因進行分析，探討雷擊防范的重要性，研究雷擊對電力系統(tǒng)的影響，以及防范雷擊跳閘故障的措施，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供有益參考。

1 防范10 kV 配電網(wǎng)雷擊的作用

1.1 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性

雷擊跳閘故障是導(dǎo)致電力系統(tǒng)中斷供電的主要因素之一。當雷擊擊中配電線路或相關(guān)設(shè)備時，可能導(dǎo)致線路短路或設(shè)備損壞，進而引起電力系統(tǒng)跳閘。在雷電高發(fā)季節(jié)，雷擊跳閘故障頻繁發(fā)生，嚴重影響用戶的正常用電和生產(chǎn)生活秩序。通過采取有效的雷擊防范措施，可以大大減少雷擊跳閘故障的發(fā)生，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定供電，對于維護社會運行秩序和提高生產(chǎn)效率具有重要意義。

1.2 保障電力設(shè)備的安全運行

雷擊引發(fā)的過電壓和電弧現(xiàn)象可能對電力設(shè)備造成嚴重損壞，甚至引發(fā)設(shè)備起火等危險。而且，設(shè)備損壞不僅會導(dǎo)致電力系統(tǒng)跳閘故障，還需要進行維修或更換，增加了電力系統(tǒng)的運維成本。通過采取雷擊防范措施，如合理設(shè)置防雷接地裝置、配置雷電保護裝置等，可以有效地保障電力設(shè)備的安全運行，延長設(shè)備的使用壽命，降低維護成本，提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。

1.3 降低社會經(jīng)濟損失

雷擊跳閘故障造成的供電中斷和設(shè)備損壞不僅給用戶帶來不便，還會導(dǎo)致社會經(jīng)濟損失。特別是在某些重要的生產(chǎn)、醫(yī)療、通訊等領(lǐng)域，電力供應(yīng)的穩(wěn)定性至關(guān)重要。一旦發(fā)生雷擊跳閘故障，可能導(dǎo)致生產(chǎn)停工、通訊中斷、醫(yī)療設(shè)備故障等，嚴重影響社會的正常運行。通過防范10 kV 配電網(wǎng)雷擊，可以降低供電中斷和設(shè)備損壞的概率，減少社會經(jīng)濟損失，提高社會運行的穩(wěn)定性和可持續(xù)發(fā)展能力。

2 10 kV 配電線路雷擊跳閘故障原因分析

2.1 線路絕緣不足

線路絕緣不足是導(dǎo)致10 kV 配電線路雷擊跳閘故障的一個主要原因。絕緣是防止電力設(shè)備或線路與周圍環(huán)境發(fā)生電氣聯(lián)系的關(guān)鍵保障。然而，長期的運行或惡劣的氣候條件可能導(dǎo)致絕緣老化、材料劣化或設(shè)備缺陷，使得線路絕緣不足。當雷擊擊中絕緣不足的線路時，會導(dǎo)致局部放電或擊穿現(xiàn)象，進而引發(fā)設(shè)備損壞或線路短路，導(dǎo)致跳閘故障的發(fā)生。

2.2 接地系統(tǒng)不完善

接地系統(tǒng)在防范雷擊跳閘故障中起著至關(guān)重要的作用。配電線路的接地系統(tǒng)能夠消除雷電過電壓，將雷擊電流引入地下，從而保護設(shè)備和線路免受雷擊損害。然而，如果接地系統(tǒng)設(shè)計不合理、接地電阻過大或存在接地網(wǎng)斷裂等問題，雷電過電壓無法及時釋放，可能導(dǎo)致設(shè)備受損或跳閘故障的發(fā)生。

2.3 雷擊電流感應(yīng)

當雷電擊中地面或附近金屬物體時，會在金屬物體中產(chǎn)生感應(yīng)電流。如果這些金屬物體與10kV 配電線路相連，感應(yīng)電流會通過線路傳導(dǎo)，導(dǎo)致線路過載或短路，引發(fā)跳閘故障。因此，在雷擊防范中，需要注意將與線路相連的金屬物體進行合理隔離，避免感應(yīng)電流對線路的影響。

2.4 設(shè)備缺陷

10 kV 配電線路上的設(shè)備，如絕緣子、斷路器、開關(guān)等，如果存在缺陷，也可能導(dǎo)致雷擊跳閘故障。設(shè)備的絕緣損壞、接觸不良、松動或銹蝕等問題，都可能導(dǎo)致雷擊跳閘的原因。設(shè)備缺陷可能是由于長期的運行和磨損，也可能是由于制造或安裝過程中的問題所致。

2.5 天氣條件

天氣條件對雷擊跳閘故障的發(fā)生有一定的影響。雷擊跳閘故障通常在雷雨天氣中發(fā)生，特別是暴雨、強風等極端天氣條件下，雷擊頻率較高，跳閘故障的概率也會增加。此外，氣溫、濕度等氣象因素也可能影響雷電的產(chǎn)生和發(fā)展，從而影響雷擊跳閘故障的發(fā)生。

3 雷擊對10 kV 配電線路的影響

3.1 線路短路

雷擊會在10 kV 配電線路上產(chǎn)生巨大的雷電電流，當這些雷電電流通過線路時，可能會造成線路的短路。雷電電流具有非常高的能量，一旦發(fā)生線路短路，將導(dǎo)致線路上電流急劇增大，可能造成線路和設(shè)備的過負荷，進而引發(fā)跳閘保護動作，導(dǎo)致供電中斷。此外，雷電電流通過線路還可能導(dǎo)致線路的局部加熱，進而引發(fā)線路材料的熔化，增加線路損耗，降低線路的運行安全性。

3.2 設(shè)備損壞

雷擊產(chǎn)生的巨大電流和電場會對10 kV 配電線路上的設(shè)備造成損壞。當雷電擊中絕緣子、斷路器、開關(guān)等設(shè)備時，會導(dǎo)致設(shè)備局部放電、電弧或擊穿現(xiàn)象，從而造成設(shè)備的損壞。特別是設(shè)備的絕緣破壞會導(dǎo)致設(shè)備失效，引發(fā)設(shè)備損壞和短路故障，進而影響線路的正常運行。設(shè)備損壞不僅會增加維修和更換的成本，還可能導(dǎo)致設(shè)備的停運時間延長，進一步影響供電可靠性。

3.3 供電中斷

雷擊對10 kV 配電線路的影響最為直接和嚴重的就是供電中斷。當雷電擊中配電線路或相關(guān)設(shè)備時，可能導(dǎo)致線路短路、設(shè)備損壞或過電壓，進而引發(fā)線路的跳閘故障，導(dǎo)致供電中斷。供電中斷會給用戶的正常用電和生產(chǎn)生活帶來極大的不便，尤其是在雷電頻繁發(fā)生的季節(jié)，供電中斷的發(fā)生頻率可能會顯著增加。供電中斷還可能導(dǎo)致相關(guān)行業(yè)的生產(chǎn)停工、通訊中斷、醫(yī)療設(shè)備故障等問題，給社會和經(jīng)濟帶來嚴重影響。

4 故障診斷與定位

4.1 故障診斷的重要性

故障診斷是保障10 kV 配電網(wǎng)雷擊跳閘故障及時排除的關(guān)鍵步驟。一旦雷擊跳閘故障發(fā)生，供電中斷會給用戶的用電和生產(chǎn)生活帶來嚴重影響，可能導(dǎo)致停產(chǎn)、通訊中斷、醫(yī)療設(shè)備故障等問題。而且，如果故障處理時間過長，還可能導(dǎo)致更大范圍的影響，甚至影響到整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。因此，及時進行故障診斷和定位至關(guān)重要，可以最大限度地減少故障造成的影響，提高電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

4.2 常用的故障診斷方法

在10 kV 配電網(wǎng)雷擊跳閘故障的診斷過程中，常用的方法包括現(xiàn)場巡查、遙測監(jiān)測和故障指示器的應(yīng)用。

現(xiàn)場巡查。當雷擊跳閘故障發(fā)生時，首先需要派出維修人員進行現(xiàn)場巡查。維修人員通過觀察設(shè)備和線路的狀態(tài)，尋找明顯的故障跡象，如燒焦、熔斷等。現(xiàn)場巡查可以快速發(fā)現(xiàn)故障點，但對于隱蔽的故障可能不夠準確。

遙測監(jiān)測?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)普遍采用遙測監(jiān)測技術(shù)，通過遙測設(shè)備實時監(jiān)測電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)。當雷擊跳閘故障發(fā)生時，遙測監(jiān)測設(shè)備會自動記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，包括故障發(fā)生的時間、地點、電流、電壓等信息。這些數(shù)據(jù)可以作為故障診斷的參考，幫助快速定位故障點。

故障指示器。故障指示器是一種智能設(shè)備，可以實時監(jiān)測電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，并在發(fā)生故障時進行指示。一些故障指示器還具備自動錄波功能，可以記錄故障發(fā)生前后的數(shù)據(jù)。通過故障指示器的應(yīng)用，可以及時發(fā)現(xiàn)故障，快速進行故障診斷和定位。

4.3 故障定位技術(shù)的應(yīng)用

故障定位技術(shù)是在故障診斷的基礎(chǔ)上，進一步確定故障點位置的重要手段。常用的故障定位技術(shù)包括時間域反演法、頻域反演法和時頻域聯(lián)合法。

時間域反演法。時間域反演法是利用傳感器記錄的故障數(shù)據(jù)，通過比較故障前后的波形差異來定位故障點。這種方法簡單直觀，但對故障數(shù)據(jù)的要求較高，需要有高精度的故障錄波數(shù)據(jù)。

頻域反演法。頻域反演法是通過對故障數(shù)據(jù)進行頻率分析，找出故障頻率的特征，從而確定故障點位置。這種方法對故障數(shù)據(jù)的要求相對較低，但需要有一定的頻域分析技術(shù)。

時頻域聯(lián)合法。時頻域聯(lián)合法結(jié)合了時間域和頻域的特點，通過對故障數(shù)據(jù)進行綜合分析，提高了故障定位的精度和準確性。這種方法適用于不同類型的故障，具有較高的實用性。

5 10 kV 配電網(wǎng)雷擊防范措施

5.1 雷電監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)

雷電監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)是10 kV 配電網(wǎng)雷擊防范的重要組成部分。雷電是一種極具威力的自然災(zāi)害，其產(chǎn)生的雷電電流和雷電強烈的電場可能給電力系統(tǒng)帶來嚴重的影響。因此，在雷電天氣條件下，及時監(jiān)測和預(yù)警雷電活動對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要。雷電監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)主要由雷電探測器、監(jiān)測設(shè)備和預(yù)警系統(tǒng)組成。雷電探測器是用于探測雷電活動的設(shè)備，它可以通過感知雷電云的電場和電荷狀態(tài)來判斷雷電活動的強度和頻率。監(jiān)測設(shè)備用于記錄和傳輸雷電活動的數(shù)據(jù)，包括雷電云的運動軌跡、雷電頻率和雷電強度等信息。預(yù)警系統(tǒng)是根據(jù)監(jiān)測設(shè)備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，通過計算和分析來預(yù)測雷電活動的發(fā)展趨勢，并及時發(fā)出預(yù)警信號。雷電監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)和運行可以提供及時的雷電信息，使電力系統(tǒng)管理人員和維修人員能夠提前采取防護措施。當雷電活動超過一定的安全閾值時，預(yù)警系統(tǒng)會發(fā)出預(yù)警信號，提示電力系統(tǒng)管理人員采取相應(yīng)的措施，如暫時停電、加強設(shè)備絕緣等。這樣可以有效減少雷擊對電力系統(tǒng)的影響，降低雷擊跳閘故障的發(fā)生率，提高電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

5.2 接地系統(tǒng)的優(yōu)化與改進

接地系統(tǒng)是10 kV 配電網(wǎng)防雷的重要組成部分，其作用是將雷擊電流有效引入地下，減少雷擊對線路和設(shè)備的影響。因此，優(yōu)化和改進接地系統(tǒng)對于提高電力系統(tǒng)的抗雷能力非常重要。首先，應(yīng)合理選擇接地電阻的值。接地電阻是影響接地效果的重要因素，合理選擇接地電阻的值可以降低接地電阻，從而減小接地電流的回流路徑，提高抗雷擊能力。其次，要加強接地網(wǎng)的維護。定期檢查接地體的連接是否良好，確保接地系統(tǒng)的穩(wěn)定性。接地網(wǎng)斷裂或松動可能導(dǎo)致雷電過電壓無法及時釋放，增加雷擊對線路和設(shè)備的影響。另外，采用多級接地方法可以進一步提高接地系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。多級接地是指在不同位置設(shè)置多個接地體，形成一個復(fù)雜的接地網(wǎng)，使雷擊電流能夠均勻分布到不同接地體上，減少雷擊電流通過接地系統(tǒng)的電流濃度，降低接地系統(tǒng)的電阻。這樣可以有效提高接地系統(tǒng)的抗雷擊能力，降低雷擊跳閘故障的發(fā)生率。

5.3 設(shè)備絕緣的加強

設(shè)備絕緣是保障10 kV 配電網(wǎng)設(shè)備防雷安全的重要措施。在雷電天氣條件下，設(shè)備絕緣狀態(tài)的良好與否直接關(guān)系到設(shè)備的安全運行和電力系統(tǒng)的可靠性。首先，要加強設(shè)備的絕緣性能。選擇高質(zhì)量的絕緣材料和絕緣設(shè)備，確保設(shè)備能夠承受雷擊產(chǎn)生的高壓和高電場。絕緣材料的選擇應(yīng)符合國家標準，并進行必要的絕緣試驗，確保其絕緣性能符合要求。設(shè)備絕緣的加強可以有效減少雷電電場對設(shè)備的影響，提高設(shè)備的抗雷擊能力。其次，定期對設(shè)備絕緣進行檢測和測試。絕緣老化、損壞等問題可能導(dǎo)致設(shè)備絕緣性能下降，從而影響設(shè)備的安全運行。定期對設(shè)備絕緣進行檢測和測試，及時發(fā)現(xiàn)和處理絕緣問題，保障設(shè)備絕緣的穩(wěn)定性和可靠性。另外，對于一些特殊設(shè)備，如斷路器、避雷器等，可以采用避雷器等裝置進行額外的防雷保護。避雷器是一種專門用于吸收雷擊電流的設(shè)備，當雷電擊中設(shè)備時，避雷器會將雷擊電流引導(dǎo)到地下，保護設(shè)備的安全運行。

6 結(jié)論

10 kV 配電網(wǎng)雷擊跳閘故障是一個復(fù)雜而常見的問題，其原因涉及線路絕緣不足、接地系統(tǒng)不完善、雷擊電流感應(yīng)、設(shè)備缺陷以及天氣條件等多個方面。為了保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，必須重視雷擊防范工作。文章針對10 kV 配電網(wǎng)雷擊跳閘故障的原因及防范措施進行了深入研究。

在雷擊防范方面，雷電監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)是至關(guān)重要的，它可以及時監(jiān)測雷電活動，提前預(yù)警，幫助電力系統(tǒng)管理人員采取相應(yīng)的防護措施。優(yōu)化和改進接地系統(tǒng)也是防雷的重要措施，合理選擇接地電阻、加強接地網(wǎng)維護、采用多級接地方法，可以提高電力系統(tǒng)的抗雷擊能力。此外，加強設(shè)備絕緣是保障電力系統(tǒng)防雷安全的關(guān)鍵措施，合理選擇高質(zhì)量的絕緣材料和絕緣設(shè)備，定期檢測和測試設(shè)備絕緣狀態(tài)，可以提高設(shè)備的抗雷擊能力。