10kV配电线路雷电感应过电压在线监测装置及其应用
10kV运行配电线路雷电感应过电压波形在线监测
第２５卷 第１期２０２１年１月 电 机 与 控 制 学 报Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍａｃｈｉｎｅｓ ａｎｄ ＣｏｎｔｒｏｌＶｏｌ ２５Ｎｏ １Ｊａｎ．２０２１１０ｋＶ运行配电线路雷电感应过电压波形在线监测王建国， 王守鹏， 蔡力， 孔争， 樊亚东（武汉大学电气与自动化学院，武汉４３００７２）摘 要：雷电感应过电压是造成配电网故障的重要原因之一，针对雷电感应过电压波形特征不清晰的问题，作者采用过电压在线监测系统，对实际运行的佛山１０ｋＶ富油甲线雷电感应过电压波形进行观测，根据波形特征给出了过电压的波形参数。
结果表明，配电线路各相感应电压叠加在运行电压波形上，不同相上感应过电压与对应的回击电流在幅度、时间间隔和波形上都存在同时性，该线路观测的雷电感应电压波形表现为波头时间短、后续发生双极性高频振荡并逐渐转变为低频振荡的波形特点，首次回击感应过电压幅值大于后续回击过电压幅值，首次回击过电压的波头时间比后续过电压长，观测结果对于配电线路雷电保护具有重要意义。
关键词：配电线路；雷电过电压；在线监测；波形特征；过电压幅值；波头时间ＤＯＩ：１０．１５９３８／ｊ．ｅｍｃ．２０２１．０１．００１中图分类号：ＴＭ８６６文献标志码：Ａ文章编号：１００７－４４９Ｘ（２０２１）０１－０００１－０７收稿日期：２０１９－１１－２６基金项目：国家自然科学基金（５１８０７１４４）作者简介：王建国（１９６８—），男，博士，教授，博士生导师，研究方向为雷电防护与接地技术、高电压绝缘与测试技术；王守鹏（１９９４—），男，硕士，研究方向为配电线路雷电过电压；蔡 力（１９８７—），男，博士，副教授，研究方向为雷电物理与雷电探测技术、雷高电压试验技术；孔 争（１９９０—），男，硕士，研究方向为配电线路雷电过电压；樊亚东（１９６７—），女，博士，教授，博士生导师，研究方向为工程电磁场及应用、雷电防护与接地技术。
通信作者：蔡 力Ｏｎ ｌｉｎｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｌｉｇｈｔｎｉｎｇｉｎｄｕｃｅｄｖｏｌｔａｇｅｗａｖｅｆｏｒｍｏｎ１０ｋＶｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｌｉｎｅｓＷＡＮＧＪｉａｎ ｇｕｏ， ＷＡＮＧＳｈｏｕ ｐｅｎｇ， ＣＡＩＬｉ， ＫＯＮＧＺｈｅｎｇ， ＦＡＮＹａ ｄｏｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌｉｇｈｔｎｉｎｇｏｖｅｒ ｖｏｌｔａｇｅｉｓａｍａｉｎｃａｕｓｅｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｆａｕｌｔ．Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｔｈａｔｔｈｅｗａｖｅｆｏｒｍｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｌｉｇｈｔｎｉｎｇｉｎｄｕｃｅｄｏｖｅｒ ｖｏｌｔａｇｅａｒｅｎｏｔｃｌｅａｒ，ｔｈｅｏｎ ｌｉｎｅｏｖｅｒ ｖｏｌｔａｇｅｍｏ ｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｗａｓｕｓｅｄｔｏｏｂｓｅｒｖｅｔｈｅｌｉｇｈｔｎｉｎｇｉｎｄｕｃｅｄｏｖｅｒ ｖｏｌｔａｇｅｗａｖｅｆｏｒｍｏｆ１０ｋＶＦｕｙｏｕｊｉａｌｉｎｅｉｎＦｏｓｈａｎｃｉｔｙ，ａｎｄｔｈｅｗａｖｅｆｏｒｍｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｏｖｅｒ ｖｏｌｔａｇｅｗｅｒｅｇｉｖｅｎａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｗａｖｅｆｏｒｍｃｈａｒａｃｔｅｒ ｉｓｔｉｃｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｉｎｄｕｃｅｄｖｏｌｔａｇｅｏｆｅａｃｈｐｈａｓｅｏｆｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｌｉｎｅｉｓｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｅｄｏｎｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｖｏｌｔａｇｅｗａｖｅｆｏｒｍ，ａｎｄｔｈｅｉｎｄｕｃｅｄｏｖｅｒ ｖｏｌｔａｇｅｏｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｈａｓｅｓａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｒｅｔｕｒｎｓｔｒｏｋｅｃｕｒｒｅｎｔｈａｖｅｓｉｍｕｌｔａｎｅｉｔｙｉｎａｍｐｌｉｔｕｄｅ，ｔｉｍｅｉｎｔｅｒｖａｌａｎｄｗａｖｅｆｏｒｍ．Ｔｈｅｖｏｌｔａｇｅｗａｖｅｆｏｒｍｓｈｏｗｓｈｏｒｔｆｒｏｎｔｔｉｍｅ，ｂｉｐｏｌａｒｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎａｔｗａｖｅｔａｉｌｗｈｉｃｈｇｒａｄｕａｌｌｙｃｏｎｖｅｒｔｓｔｏｌｏｗ ｆｒｅ ｑｕｅｎｃｙｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆｔｈｅｆｉｒｓｔｏｖｅｒ ｖｏｌｔａｇｅｉｓｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｏｖｅｒ ｖｏｌｔ ａｇｅ．Ｔｈｅｆｒｏｎｔｔｉｍｅｏｆｔｈｅｆｉｒｓｔｏｖｅｒ ｖｏｌｔａｇｅｉｓｍｕｃｈｌｏｎｇｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｏｖｅｒ ｖｏｌｔａｇｅ．Ｔｈｅｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｏｆｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｆｏｒｌｉｇｈｔｎｉｎｇｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｌｉｎｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｌｉｎｅ；ｌｉｇｈｔｎｉｎｇｉｎｄｕｃｅｄｏｖｅｒ ｖｏｌｔａｇｅ；ｏｎ ｌｉｎｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｗａｖｅｆｏｒｍｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ ｔｉｃｓ；ｔｈｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆｔｈｅｏｖｅｒ ｖｏｌｔａｇｅ；ｔｈｅｆｒｏｎｔｔｉｍｅｏｆｔｈｅｏｖｅｒ ｖｏｌｔａｇｅ０ 引 言雷电过电压是配电线路故障及电气设备损坏的主要因素之一［１－２］。
220kV两所屯变电站10kV系统内过电压在线监测应用及分析
断路器的电抗器侧 ， 其接线图如图 ｌ 所示。 １２ 过 电压 概率统 计分 析 ．
我们从录制的近百个波形中取出有代表性的数 据文件共 ｌ 个 ， ３ 列在表 ４中， 对应过 电压 发生 的时 刻， 查阅了变电站 的运行操作记录 ， 发现都有操作，
不符合厂家 的要求 ，６ ０４的静触头 的开距 尺寸数据
已经接近 规范 的下 限值 ， 原 因是 接触行 程 有变化 ， 其
随后我们进行调整 ， 满足要求后 ， 做了断路器时间特 性试验 ， 均合格 ， 中合闸弹跳时 间数据 如表 ６所 其
总次数 １０以下 ． １０—１９ ． ２ ９ ３０—４０ ４０以上 ． ．９ ２ ０～ ．９ ． ． ．
到了近百个过电压时刻的数据。为今后的分析提供 了第一手的资料。
说明过电压的产生都来源于系统 的操作 ， 下面就对 过电压的概率作统计分析：
１２ １ 按操作来源统计 ， ．． 见表 ｌ
１ 内过 电压在线监测 装置的运行分析
１１ 两所屯变内过电压在线监测装置安装简介 ．
其中有 ｌ 次过电压来源于电容器 的投入 ， ２ 占过 电压总数的 ９ ．％， ２ ３ 还ห้องสมุดไป่ตู้ １ 次是主变的投入 ， 占过电
１５ｍ ）而且 三 相 之 间差 值 较 大 ， 然 没 有 超 过 厂 ． ｓ， 虽
过电压 Ｐ Ｕ值在 ２ ０以上 的有 １ ， ９ ． ． ． ２次 占 ２ ０６每组 电容 器 中串入 干式 电抗器 一 台， ６， 阻值 是 ３ 过电压 ｐ Ｕ ％； ． 值在 ３０以上的有 ８ ； １５ ． 次 占６ ．％； ６ 内过电压在线监测装置就分别接在主变 ｌ ｖ ％， ０ｋ 过电压 ＰＵ ． 值在 ４０以上的有 ５ 占３ ．％。 ． 次， ４８
10kV架空线路避雷器的使用
10kV架空线路避雷器的使用发布时间：2021-04-28T10:55:07.483Z 来源：《电力设备》2020年第33期作者：李瑞奇李凡[导读] 摘要：当前，随着我国飞速发展，社会经济水平逐步提高，电力需求逐步增加，供电可靠性日益突出。
（国网渭南供电公司陕西渭南 714000）摘要：当前，随着我国飞速发展，社会经济水平逐步提高，电力需求逐步增加，供电可靠性日益突出。
在春季和秋季，架空配电线经常因雷击而跳闸和断开。
因此在配置配电架空线时必须采取良好的防雷措施。
根据工作线路的实际配置，完善防雷配置措施，可以有效控制配电线路的雷击跳闸次数，避免因雷电影响而损坏10kV架空配电线路，确保日常电力的供应以及人员安全。
关键词：配电网；架空线路；10kV；防雷措施近年来，由于雷击引起的配电线路跳闸数量增加，这不仅导致设备损坏不能正常工作，而且降低了供电可靠性。
架空配电线路中的雷击一直威胁着配网运行安全，为减少配电线路中的雷击故障，相关人员还必须采取相关措施，以确保供电线路的正常运行。
1雷电对配电线路的影响配网线路的安装方法通常是高架水泥杆。
使用的大多数电线是JKLYJ型绝缘电线和LGJ型螺旋线的一部分。
当前的防雷措施是在杆顶横担上安装避雷器。
大多数配电线路位于平原、丘陵和一般高山上。
当春季和秋季发生雷电时，配网线路设备会受到雷电、雷击和断开连接的干扰。
根据最近的雷电位置统计，雷电点主要位于绝缘体、电线等中，其中绝缘体占一部分。
在正常情况下，放电间隙是在架空线上设置的，但是，如果塔架直接受到雷击，则线路可能会跳闸，并且供电可能会中断。
雷电击中线路时，主要影响配电线路的物理状况和输电线路的安全。
由于电磁效应、机械效应和热效应，当线路被雷击时，热电缆附近的材料特性会发生变化，从而对线路运行造成隐患。
2 10kV架空配电线路中的两种雷电过电压类型2.1感应雷电过电压感应雷电过电压意味着，当雷击周围的地面时，由于配电线导体的电磁感应会产生较大的过电压。
防雷绝缘子在线监测系统研究与应用方案
防雷绝缘子在线监测系统研究与应用方案摘要：随着社会经济的不断发展，电力作为国民经济发展中不可或缺的一部分，电力技术的应用也逐渐向着智能化、科学化方向的发展，人们对供电可靠性和电能的要求也越来越高。
供电企业为了强化用电的质量,满足供电服务更高层次的需求，电网绝缘化改造工作势在必行。
目前，10kV线路绝缘化改造工作已基本结束，但是由于绝缘线路的耐雷水平受限,很难承受雷电所带来的直接雷或感应雷作用,导致线路受雷击断线，部分瓷绝缘子炸毁受损，给配电线路的运维检修工作带来一定的难度。
因此，本文针对上述存在的问题，通过设计一种防雷绝缘子在线监测装置，利用手机APP管理平台的结合应用，实现对10kV绝缘线路的在线监测，为线路的安全运行提出针对性的技术方案。
关键词：防雷监测；绝缘子监测；线路监测引言：随着国网建设“智能电网”战略目标的实施，针对架空绝缘线路防雷击技术的运用，供电企业通过利用先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现对10kV绝缘线路的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，通过防雷绝缘子在线监测装置与手机APP管理软件的结合应用，形成一套综合性的线路监测服务保障体系，保护用户的供电服务质量。
一、国内外线路防雷状况分析目前国内外针对绝缘线路的雷击在线监测，仅仅局限在防雷击装置的安装应用层面较多，没有形成一套完整的10kV线路综合管理服务保障体系，如在柱式绝缘子上安装过电压保护器、安装钳箝位绝缘子、负荷侧装防弧金具等等。
这部分防雷击装置安装施工复杂,需停电剥开绝缘层，因此容易导致线芯进水和腐蚀，同时瓷绝缘子伞裙因燃弧烧裂等现象时有发生。
这些传统的防雷手段，技术瓶颈较为突出，特别是在线路受雷击后的定位报修处置方面，一直是个技术难题。
因此文章通过借鉴电能计量的工作原理，先用运放将该信号放大，整定调理到0～5V，然后通过A/D将模拟量转换到数字量，这样就便于电脑终端处理了。
探讨10kV配网线路防雷技术的保护方案
探讨10kV配网线路防雷技术的保护方案1. 引言1.1 研究背景10kV配网线路是城市电力配送系统中重要的组成部分，其负责将高压输电线路输送的电能转变为可供市民使用的低压电能。
由于10kV 配网线路通常高高挂在空中，暴露在雷电天气下，因此存在着极高的雷电风险。
雷电可能会对10kV配网线路造成严重的损坏，导致供电中断、设备损坏甚至火灾等严重后果。
基于以上背景，急需研究10kV配网线路的防雷技术，以保障供电的可靠性和安全性。
目前，在国内外，已经存在各种不同的10kV配网线路防雷技术方案，包括避雷器的应用、接地技术的优化等。
在这样的背景下，本文将对10kV配网线路的雷电特点、常见雷电危害以及防雷技术方案等进行深入探讨，旨在为10kV配网线路的防雷工作提供科学的参考和指导。
1.2 研究意义10kV配网线路防雷技术的研究意义非常重大，主要体现在以下几个方面：随着电力设备的不断发展和智能化程度的提升，对10kV配网线路的稳定性和可靠性要求也越来越高。
雷电是导致配网线路设备损坏和停电的重要原因之一，因此研究防雷技术方案对于提高配网线路的抗雷能力至关重要。
配网线路作为电力系统的重要组成部分，承担着能源传输和分配的关键任务。
一旦遭受雷击导致设备损坏或停电，将对用户生活和生产带来严重影响。
研究10kV配网线路防雷技术方案可以有效保障用户的用电需求，提高电网的可靠性和供电质量。
随着现代社会的不断发展，人们对电力的依赖程度愈发增加。
研究10kV配网线路防雷技术方案也是为了保障电力系统的安全稳定运行，防止雷电等外界因素对电网造成不可估量的破坏。
研究10kV配网线路防雷技术方案具有重要意义，对于提高电网的稳定性和可靠性有着积极的促进作用。
2. 正文2.1 10kV配网线路雷电特点分析10kV配网线路作为城市电力配送的重要组成部分，受雷电影响较大。
雷电是一种自然现象，一旦雷击发生，可能对电力设备和线路造成损坏，导致停电或事故发生。
10kV配电线路防雷措施研究与应用
10kV配电线路防雷措施研究与应用摘要：社会经济在快速发展的过程中，对于电力系统的供电要求也在不断的提升，因此，要想使得电力系统在供电的时候稳定高效，就要求配电线路拥有非常高的质量。
电力系统在供电的工程中出现的问题主要是配电线路受到了影响，特别是10kv的配电线路容易遭受到雷电的影响，导致电能在输送的过程中质量得不到有效的提升，影响了人们的正常工作生活。
关键词：10kv配电线路；防雷措施；研究应用引言：从当前我国电力企业的发展来看，发展速度在不断的加快，在电力系统中10kv配电线路是最为重要的一个部分，但是目前在电力系统运行的过程中总是会出现遭遇雷电袭击的现象，不仅影响了电力系统的正常供电，同时还对电力企业的经济效益造成了严重的影响。
要想更加高效的防止配电线路遭受雷电的袭击，就应该对其存在的不足进行分析探究，根据实际情况科学的制定解决方案，并且严格的将其落实到位，使得防雷工作能够严格的落实。
1、10kv配电线路遭受雷击的原因1、外界环境造成的影响我国的地形环境比较复杂，且环境的差异非常的大，10kv配电线路已经普及，在运行的过程中最先会受到外界环境对其带来的影响，一些高海拔等地区配电线路被雷电袭击的现象会更为严重，因为该配电线路的电压相对比较高，因此每段之间的间隔都非常的大，段与段之间存在着很大的频续流，一旦遭遇雷电的袭击就会导致配电线路供电中断，影响电力系统的正常供电，对人们的正常生活工作造成严重的影响。
2、防雷设施较少从我国当前10kv配电线路的安装可以看出，防雷设施建设的非常少，并且很多地区在进行配电线路安装的时候对于防雷设施的建设不够重视，并且部分地区因为资金不足更是忽略了防雷设施的建设，因为没有防雷设施，配电线路更加容易遭受到雷电的袭击，对正常的工作造成严重的影响。
3、配电线路安装存在不足在进行配电线路安装的时候对于线路的设计不够科学合理，同时配电线路自身的一些因素也会使其容易遭受雷电的袭击，10kv的配电线路电压本就是比较高的，一旦出现雷雨天气则会容易受到雷击，又或是在安装的过程中没有严格的按照要求进行操作埋下了安全隐患，部分地区在安装之后进行检测调试的时候未能按照要求开展工作，导致在后期运行的时候遭受到雷击，对配电线路的正常工作带来了严重的影响[1]。
10kV配网线路防雷措施
10kV配网线路防雷措施雷云击中杆塔、电力装置等物体时，强大的雷电流流过该物体泻入大地，在该物体上产生很高的电压降称为直击雷过电压。
由于线路的引雷特性，当雷击点与线路的最近距离小于65m时，雷电直击线路概率较大[1]。
雷电直击配电线路可产生远高于线路绝缘水平的过电压，通常会导致设备损坏。
（二）感应雷过电压当雷电击线路附近的大地时，导线上由于电磁感应产生过电压称为感应雷过电压。
配网线路中，感应过电压故障一般占雷击故障的 80% 以上[1]。
根据实测数据，感应过电压峰值一般可达300kV-400kV[2]。
在开阔地区，配电线路遭受直击雷概率增加;附近有高耸建筑物、构筑物或高大树木屏蔽，遭受直击雷的概率大幅下降，遭受感应过电压的概率增大。
二、配网典型雷害（一）雷击跳闸目前10kV线路通常设置了零序保护，雷击线路发生闪络后电弧持续燃烧，线路上采集到零序电流，将导致线路跳闸。
对于同杆架设的多回配电线路，在雷电直击或较高感应过电压的作用下，容易发生多回线路同跳故障。
此外，由于各回路间距离较小，若雷击闪络后工频续流较大，持续的接地电弧将使空气发生热游离和光游离，同样会导致多回短路故障和同时跳闸。
（二）线路故障1.配电线路雷击断线线路使用绝缘导线，雷击造成单相闪络或相间短路时，绝缘击穿最易发生在靠近绝缘子的位置，被击穿的绝缘层呈针孔状，并靠近绝缘子两侧特别是负荷侧。
工频短路电流的电弧弧根受周围绝缘层阻隔，固定在击穿点燃烧，在较短时间内烧断导线。
而当线路采用裸导线时，电弧在电磁力的作用下，高温弧根沿导线表面不断滑移，直至电弧熄灭，不会集中在某一点燃弧，因此不会严重烧伤导线，通常在工频续流烧断导线或损坏绝缘子之前，就会引起断路器动作切断电弧，因此，裸导线的雷击断线故障率明显低于绝缘导线。
由于绝缘导线易断线，宜采取雷击断线保护措施，可采取加强绝缘(如采用柱式绝缘子)、装设架空地线及安装线路避雷器(无间隙、带间隙)等堵塞式防雷措施，或安装防弧金具(剥线型、穿刺型)、放电钳位绝缘子(剥线型、穿刺型)、长闪络路径熄弧装置等疏导式防雷措施。
10kV配电线路防雷措施研究与应用
２ ． ２ 过 电压保护 器
由于避雷线和避雷器 的推广使用各有其限制性 ，从 ２ ０ ０ ５年 底开始 ， 尝试架 空绝缘导线采用线路过 电压 保护器 。保护器 由限 流元件 、 串联不锈钢 引流环和该环与绝缘导线 问的间隙组成 。一 般情况 下， 保护器利 用 串联 间隙释放 雷电过 电压 ， 利用限流元件 切断工频续流 。在一般地区可以在每 隔 ３ ～ ５基杆安装一组。 现阶段的过电压保护器 ， 只处于试用性质 ， 从运 行数据看 来， 安装过 电压保护器对防止 雷电过 电压 ， 对架 空绝缘导线的保护效 果 较 为 明显 。
２力 建 设
１ ０ ｋ Ｖ配电线路防雷措施研究与应用
包 恒 朝
（ 东莞市五方 电力工程有限公司 广 东省 东莞市 ５ ２ ３ ０ ０ ０ ） 摘 要 ： １ ０ ｋ Ｖ配 电网络 由于 网络 结构复杂、绝缘 水平较低且 同时连接 变电站和众 多用户，不但直 击雷能造成 雷害事
ｌ 雷击的危害
１ ． １ 直 击雷
所 谓 直击 雷 指 的 是 雷 云 向大 地 上 的 某 一 个 点 放 出 非 常 强烈 的 电 。直 击 雷 不仅 可 以将 设 备 进 行 直 接 的击 中 ， 还 能够 将 架 空线 击中 ， 接着 雷电便会顺着配 电线路进入 设备 ， 以此对 设备产生破
坏。
雷 器 的 雷 电冲 击 残 压 可 达 ５ ０ ｋ Ｖ ， 大 电流 冲 击 耐 受 可 达 ４ ０ ｋ Ａ。一 般 １ ０ ｋ Ｖ 线 路 遭 受 直 击 雷 的 雷 电流 超 过 ２ ０ ｋ Ａ。从 日本 九 卅 Ｉ 电 力 公司提供有关数据 可知， 要 消除雷击事故 ， 必须每基杆均 安装 避 雷器， 当避雷器密度增加， 感应过 电压也同时降低 。 该方法 可以限制 过电压，吸收过 电压能量 ，以档 距 ５ ０ ｍ计 算， 每基杆 安装三相 避雷器的话， 每千米投 资约 １ ． ８万元 ， 但是 由 于避 雷器本身 的设计局限和一定寿命 ， 而且受到避雷器 的质量 决 定， 安装避雷器后不可能一劳永逸 ， 还 要投入一定 的维护费用 ， 一 旦更换或安装时 ， 受影响 的停 电范围 ， 涉 及整条或大部分 的架 空 线路， 所 以， 目前 没有采取在 １ ０ ｋ Ｖ架 空线全部 安装避 雷器 的方 法， 防 止 雷 击 断 线 的措 施 。
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10kV配电线路雷电感应过电压在线监测
装置及其应用
摘要：随着社会经济的稳步发展，配网建设发展非常迅速，配网线路分布密
度大，但是供电可靠性要求也越来越高。
配电线路电压等级决定配网绝缘水平相
对较低，在多雷或者强雷地区雷电灾害发生频繁，雷击容易导致配电线路发生断
线或者跳闸，对电网稳定运行影响较大。
雷电感应过电压是引起配电网故障的主
要因素之一。
为收集配电线路上的感应雷过电压数据，研究其波形特性，以期用
于指导架空配电线路的雷电防护，文中采用了一个自供电、无线传输的雷电过电
压在线监测装置，接触测量了配电线路中雷电感应过电压信号。
关键词：10kV；配电线路；雷电；监测
引言
感应雷过电压是导致配电网雷击跳闸的首要因素。
配网作为电能传输的最后
一环，直接面向广泛的用户。
因此，对配网中的感应雷过电压进行实时监测，实
现数据、资源共享，对理解配电线路雷电过电压特性，针对性的提出配电线路的
雷电防护措施，以及提高供电安全性有着重要的理论意义和工程应用价值。
110kV线路运行维护的重要性和意义
10kV线路是整个电力系统中的重要组成部分，也是连接各个设备的关键部分，可以说它就是电力系统的“纽带”，配电线路的运行维护质量直接影响电力系统
是否能够稳定运行。
现阶段，我国国民经济水平显著提高，传统的电力输送系统
已经无法满足时代发展的需求，因此，电力企业必须保障配电线路运行的稳定性。
经过多年来的不断努力，整个电力系统已经得到了极大的完善，不仅提高了运行
的稳定性，更是向着大容量、高负载的方向发展。
但值得注意的是，虽然满足了
人们的用电需求，但若是没有做好日常检修与故障排除工作，同样也会对电力系
统造成十分严重的后果，不仅会带来较大的经济损失，甚至会对人们的生命安全
造成威胁，因此，对电力配电线路的运行维护和故障排除工作来说尤为重要。
2雷击对高压输配电线路产生的危害
2.1过电压危害
如果高压输配电线路遭遇雷击，瞬时的冲击电压极易产生过电压现象，进而
导致继电保护动作跳闸。
在雷电发生的瞬间，雷电与高压输配电线路下方的大地
距离越近，雷电通道周围空间的电磁场变化越强烈。
雷击放电初期属于导放电过程，在这种情况下，高压输配电线路正处于雷云及先导通道的电场中，在静电感
应的作用下，沿着导线方向的电场强度分量将导线两端与雷云异号的正电荷吸引
到靠近先导通道的一段导线上，进而成为束缚电荷。
同时，导线上的负电荷在电
场强度分量的排斥作用下将分别向两端运动，此时，受到雷击的高压输配电线路
将产生感应过电压。
2.2断线与短路
一旦架空的高压输配电线路遭遇雷击，雷电将直接产生泄入大地的雷电流，
进而引起巨大的电磁效应、机械效应、热效应。
在多种效应的共同作用下，被雷
电击中线缆附近材料的性能将发生改变，尤其对线路的外包裹材料来说，在雷击
过后，自身的防护功能将受到严重影响，使线路处于无保护状态。
在这种情况下，高压输配电线路极易出现断线故障或者短路现象，进而影响终端用户的正常用电。
2.3线路烧损熔断
高压输配电线路所处的区域多为空旷的原野、深山或者广阔的丘陵地带，由
于这些区域没有任何防护物，使得线路及相关的输配电设备长期暴露在空气中。
如果遇到雷雨天气，雷电将直接作用在高压输配电线路上，此时接地或者绝缘子
受破坏的概率将极大提升，一旦线路失去了接地保护功能，雷电产生的瞬间高电
流将直接击穿线路，进而使局部线路出现烧损或者熔断现象。
同时会给杆塔等输
配电设施造成机械损伤，导致电力部门遭受巨大的财产损失，设备维修成本也将
大幅提升。
310kV配电线路雷电感应过电压在线监测装置及其应用
3.1线路过电压在线监测装置
配网线路多集中在山区和田野，且线路上的过电压多以感应雷过电压为主。
在复杂的配网线路上安装感应雷过电压监测装置，需要充分考虑到输电线路自身的情况和周围环境的影响，在此基础上，合理考虑了配网的特点，研制了一套适用于配网自身的感应雷过电压监测装置。
通过对杆塔现场的勘察，制定监测装置安装方案：不另行在输电杆塔横担上垂直安装镀锌钢支架，而是在横担上钻孔，用于安装支撑绝缘子，与关联导线直接相连，安装时考虑绝缘子的重量及大小，为不破坏原横担的结构和强度，绝缘子上端用螺栓引出线与配网线路用线夹固定相连。
通过在实际工作的10kV架空配电线路上安装使用，最终完成了对配网感应雷过电压在线监测工作。
3.2监测装置原理
雷电过电压在线监测装置主要由取能、传感和无线监测传输3个部分组成。
雷电过电压在线监测装置外部形态功能以支柱绝缘子形式呈现，下端固定在横担支架，上端直接与配电线路相导体引出线用螺栓压紧连接，其内部依据功能可分为分压传感单元和线路取能单元。
其中分压传感单元采用电容分压传输原理，由高压陶瓷电容C1、C2串联组成。
根据其高耐压，介电常数较高的特点以及考虑到绝缘子实际尺寸大小，高压电容选取在pF级别。
进而为了保证分压传感单元输出信号准确、测量精度高，取高压电容C1值为400pF，则低压电容C2为240nF。
通过理论计算可得，当分压传感单元接入10kV配电线路正常运行时，该数值能够满足数据采集模块的安全需求。
另外为解决数据采集传输装置的供能问题，同样利用封装于支柱绝缘子内部的陶瓷电容C3、C4串联分压，该分压输出的一次电路通过隔离变压器与后续电路进行电气隔离，为满足配网数据采集系统正常工作需求后续电路采用以压敏电阻与气隙放电管组成的过压保护电路，经桥式整流方式将交流电源整流为直流电，再通过开关电源滤波稳压后为负载提供稳定的12V 的直流电。
最后是电压信号无线监测传输单元，该部分由数据采集模块和无线传输模块组成，传感单元获取的电压数据经由该单元传输至系统后台。
以上3个单元互为联系、高度集成，便于安装且实际运行过程中较为可靠。
3.3后台监测系统
本装置将波形数据上传至后台可进一步通过暂态过电压智能检测平台实时查看。
点击不同功能菜单选项可实现多种监测功能，如主页概述涵盖了地图、线路
图及近三月以来过电压次数统计；而在数据管理界面，依据数据来源不同主要分
为“过压记录”、“报警记录”、“实时记录”和“召测记录”4个方面的数据
记录信息。
过压记录可设置为当监测装置监测电压超过一定数值(此处设置为9kV)时，监测装置会自动记录数据并发送至后台进行查看；而当需要对监测装置运行
状态或者线路实时运行信息进行检查时，可通过召测功能主动采集并显示在召测
记录信息栏。
可以注意到，过电压记录时间可精确到微秒级别，依此通过合理设
计监测装置于配网中的布点配置，后续可进一步研究感应雷过电压波在配网中的
传播特性。
另外，本系统可通过调整内部参数实现不同采样率和波形记录时间，
文中采样率2MS/s，波形记录时间为60ms。
结束语
综上所述，雷电事故是影响输电安全的重要原因，对我国用电安全产生了重
要影响，对我国供电系统和输电设备的安全都造成了巨大威胁。
一旦发生雷击事故，必将带来巨大的经济财产损失。
在输电线路架设过程中，要分析区域内的雷
电活动情况，通过安装自动重合闸、调整杆塔高度及减少杆塔接地电阻等方式，
提高输电线路的雷电防护能力。
参考文献
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[3]刘四宁.10kV配网运行中状态监控与故障诊断技术的应用研究[J].中国新
技术新产品，2017（21）：56-57.
【作者简介】：黄之海（1977-）
性别：男
民族：壮
籍贯：广西平果市
学历及专业：本科
目前职称：助理工程师
主要从事工作：
单位名称：广西电网有限责任公司百色平果供电局。