10kV架空配电线路是中国配电系统网络的重要组成部分，其线路绝缘水平较低，多位于山区或空旷的原野，地势高、起伏大、环境复杂，土壤电阻率高，雷击概率较高，雷害严重。尤其是位于强雷区的配电线路，由雷害引起的线路跳闸次数占整个配网的70%。工程实际经验表明：强雷区现有防雷手段提高配电线路防雷效果收效甚微，寻求采用新的防雷措施提高配网防雷效果刻不容缓。因此，本文开展了强雷区易击段10kV架空配电线路加装避雷线提高防雷效果的可行性研究。具体研究内容总结如下：
　　（1）强雷区雷电活动及雷害事故统计。应用ArcGIS采用反距离权重插值法，通过雷电定位系统对清远地区近十年雷电活动特征参数及雷害事故特征进行统计分析，得到清远各区县的雷电空间特征，并分析其雷害原因。
　　（2）典型10kV配电线路耐雷水平仿真电路建立。应用ATP-EMTP建立耐雷水平仿真电路，其中包括雷电流、杆塔、绝缘子、接地电阻及线路模型。重点应用ANSYS Maxwell开展雷电冲击作用下杆塔高频电感计算。
　　（3）10kV配电线路加装避雷线后防雷效果评估，研究加装避雷线提高防雷效果的可行性。为科学的进行配电线路防雷设计，以耐雷水平、雷击跳闸率为技术指标，对加装避雷线后配电线路的防雷效果进行评估，并开展其影响因素研究。
　　（4）基于雷击跳闸率的10kV配电线路优化研究。在前文研究的基础上，综合分析多种防雷措施的防雷效果及经济性，提出强雷区易击段加装避雷线的研究方案，并开发出一套切实可行的防雷设计优化系统。
　　基于上述研究，本文主要研究结论如下：
　　（1）清远市雷暴日在200天以上，幅值集中在-10~-23kA，其中清城区地闪密度高达32次/（km2·年）以上，属于雷电活动特别频繁的强雷区。但现有防雷措施不佳，雷害事故频发，线路设备损害严重，雷击跳闸率居高不下。
　　（2）雷电冲击作用下杆塔电感值约为6.0678μH。其中，矢量磁位的求解是计算电感的关键，且雷电流频率范围从10kHz到20kHz。频率越大电感越小，当频率为20kHz时电感趋于稳定。
　　（3）10kV架空配电线路加装避雷线后的防雷效果评估结果表明：①架设避雷线前后，耐雷水平从1.6kA提升至17.47kA，耐雷水平提升10倍，效果显著。②与分流、耦合系数，雷电参数等耐雷水平影响因素中，接地电阻阻值对线路耐雷水平影响最大，杆塔接地电阻每下降5Ω，线路的耐雷水平提高6%-7%。③架设避雷线后雷击跳闸率显著降低，从14.11次/100km·年降至5.648次/100km·年。
　　（4）强雷区易击段线路防雷优化研究表明：①易击段相加装氧化锌避雷器，该相耐雷水平提升至14.1kA，但仅对该相绝缘子起到防雷保护作用。②全线架设避雷线与三杆一组避雷器配合使用，线路耐雷水平为25.72kA，其雷击跳闸率约为1.45次/100km·年，防雷效果提升显著，但经济性较差。
　　根据上述研究内容，本文创新点如下：
　　（1）雷电冲击作用下杆塔高频电感计算。应用能量法完成10kV配电线路杆塔在雷电作用下矢位磁量的求解，通过频谱叠加解决雷电对电感计算的高频影响问题，并建立三维暂态电磁场数值计算模型，解决暂态雷电冲击问题。
　　（2）10kV配网不接地系统未架设避雷线时雷击跳闸率的计算的提出。利用ArcGIS反距离权重插值法进行地闪密度计算，与仿真法相结合对强雷区10kV配电线路雷击跳闸率进行估算。
　　（3）强雷区易击段配电线路综合防雷研究，并开发一套10kV架空配电线路加装避雷线优化系统。根据架设避雷线的实际需求，进行方案优化设计，充分考虑到多任务和模块化设计思想，形成一个灵活、通用、可扩展的软件设计平台。
　　综上所述，从配电线路的防雷效果、经济性、运行维护等角度的综合考虑，强雷区易击段10kV架空配电线路加装避雷线是防雷的最佳选择。