6kV 线路防雷保护技术及其应用研究

引言：

6kV 电压等级在中压配电系统内占据重要地位，常见于厂矿内部供电、城市配网分支及农村电网主干。此类线路多以架空方式敷设，暴露于自然环境内，缺乏高压线路密集保护装置，抗雷能力薄弱。雷电活动产生的高幅值、陡波头过电压，导致线路绝缘子闪络，引发单相接地或相间短路故障。据电网故障统计，雷害占 6kV 线路总故障比例达 30%-50% ，尤其雷暴季节集中爆发，影响范围广。国际电工委员会（IEC）及国家相关标准对中压线路防雷有着明确要求。此背景下，系统研究 6kV 线路防雷技术推动及应用，对提高供电连续性具有现实意义。

一、6kV 线路防雷保护技术

（一）避雷器选型及配置原则

金属氧化物避雷器（MOA）是6kV 线路防雷的重要元件，没有传统间隙结构，响应速度快，能迅速泄放雷电流。非线性特性使正常运行时泄漏电流小，过电压到来时快速导通，残压稳定，限制了设备端电压。

6kV 系统诶，避雷器额定电压不低于系统最高运行电压 1.1 倍。一般选用7.2kV 或 9.6kV 等级产品，运行电压覆盖 6.6kV 左右的工况。标称放电电流选5kA 即能满足需求，但雷暴频繁区域或关键节点，像变电站出口、大型用户进线处，采用10kA 等级，从而增强耐受能力。

安装位置突出重点。配电变压器高压侧务必安装，避免雷电波侵入设备。线路分段开关、联络点、电缆与架空线连接处也要配置。对于地形突出、孤立杆塔或历史故障点，做到重点布防。在线路首端到3 公里范围内每基杆塔加装，形成保护段。

安装工艺直接影响了运行效果。避雷器本体、高压端引线与接地端三点可靠连接。引线应短而直，长度在 0.5 米以内，减少弯曲盘绕以及电感对残压的影响。接地线截面不小于 25mm² 铜芯电缆，连接牢固，防腐良好。

（二）接地系统优化

接地系统的作用是把雷电流快速导入大地，降低杆塔电位。如果接地电阻过大，雷电流泄放不畅，容易引起塔顶电位剧烈上升，造成绝缘子反向击穿，即反击闪络。这是诱发6kV 线路雷击跳闸的主要原因之一。

按照电力行业标准，一般地区 6kV 线路杆塔工频接地电阻不大于 10Ω。土壤电阻率较高的山区、岩石地带，放宽到 30Ω ，但要配套增加避雷器或加强绝缘。际运行中，接地电阻超20Ω 的杆塔故障率上升明显。

降阻坚持因地制宜。普通土壤内，增设 2.5 米长垂直接地极，每基杆塔不少于 2 根。多岩石区域进行深井接地，深度达 6—8 米，配合降阻剂填充。水平接地体采用 40×4mm 镀锌扁钢，构成闭合环网，保证散流能力。高电阻率地区使用导电混凝土或离子接地极。

材料选择兼顾导电性与耐腐蚀性。推荐应用铜包钢或热镀锌钢材，焊接或压接牢固。所有连接点做防腐处理。每年雷季前进行接地电阻普查，发现阻值超标及时整改，确保系统长期处于稳定状态。

（三）提升线路绝缘水平

提升线路本身绝缘能力是防雷的基础手段之一。6kV 线路常用P-15 或P-20型瓷质针式绝缘子，标准工频耐压为 30-40kV ，雷电冲击耐受约 75-100kV 。多雷区，更换为复合绝缘子或加长爬距型，其耐压水平高，具有憎水性与抗污闪能力。

部分老旧线路绝缘老化，绝缘子表面污秽，耐压能力减低。所以，定期开展绝缘子检测，及时更换零值或低值绝缘子。对于雷击高发段，把每基杆塔绝缘子数量由单只增至双串，组成双重绝缘屏障。

针对裸导线线路，考虑在关键区段改用架空绝缘导线（JKLYJ-10/300）。交联聚乙烯绝缘层虽不能完全阻止雷击闪络，但能在闪络后抑制工频续流发展，确保故障电弧熄灭，降低跳闸概率。该方式适用于树障较多或雷电活动强烈的区域。

绝缘配置和避雷器协调。若绝缘水平高，雷电过电压下避雷器会无法启动，失去保护作用。所以，要确保避雷器动作电压低于绝缘子串的 50% 冲击放电电压，合理配合。

（四）屏蔽与等电位防护技术

架空地线（OPGW 或普通地线）能拦截直击雷，保护下方导线。但 6kV 线路中，因电压等级低、线路结构简单，普遍未架设地线。针对特别重要线路或穿越山顶、河谷等易击区段，在局部加装单根地线，接地电阻控制在 10Ω 以内，构成局部屏蔽。

等电位连接是防止局部放电的核心。杆塔上所有金属部件，涉及横担、绝缘子铁脚、金具、避雷器支架、设备外壳等，必须与主接地引下线可靠连接。避免因雷电流流过时出现电位差，引发火花放电，损坏设备或引燃周围可燃物。

配电室或开关站入口，6kV 电缆的金属护层、铠装层应做可靠接地，进而防止雷电波沿电缆侵入站内设备。电缆两端接地，或采用护层保护器接地，视系统接地方式而定。定期检查所有接地连接，确保导通良好，无锈蚀断裂。

二、应用案例分析

某市郊工业区 6kV 架空线路全长 12.5 公里，沿线多丘陵，年均雷暴日在65 天。过去三年雷雨季节共发生雷击故障 14 次，平均每次停电 4.2 小时，严重影响了企业生产。2022 年实施防雷改造方案后，选择故障高发的 6 公里路段作为重点区域。

线路首端、分支开关及每三基杆塔加装 7.2kV/5kA 金属氧化物避雷器，共安装避雷器 48 组。对传统接地装置普查，更换锈蚀接地体，增设垂直接地极，确保接地电阻完全低于 10Ω。雷击频发山顶段，把原针式绝缘子更换成复合绝缘子，以强化绝缘水平。

改造后经历两个雷雨季，该段线路未出现雷击跳闸。邻近未改造线路同期仍出现 3 次故障。运行参数显示，加装避雷器后线路耐雷水平由不足 10kA 提升至 25kA 以上。接地电阻合格率由 68% 升到 98% 。项目总投资约 46 万元，年减少故障损失超 30 万元，两年内收回成本。该案例验证了综合防雷技术在 6kV线路中的效果，具备推广价值。

结语：

6kV 线路防雷保护中采取综合技术方式，单一措施很难全面应对雷电威胁。避雷器配置、接地优化、绝缘提升与等电位连接共同构成防护体系。实践应用表明，结合线路运行环境实施差异化设计，能够降低雷击故障率。随着设备性能提升及运维数据积累，防雷策略会更为精准、高效。持续进行技术改造，效果评估，保障中压配网安全稳定运行。

参考文献：

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[2] 夏浩爽，高康 . ±800kV 特高压输电线路的防雷研究 [J]. 中国新技术新产品，2024（18）：146-148.

蒋发勇 男 1995.01.22, 汉 甘肃省兰州市永登县河桥镇蒋家坪村730335 本科, 助理工程师 , 研究方向：动力与电气工程