淺議配電線路的防雷措施

周尚軍
摘 要：現(xiàn)階段，加強配電線路的防雷保護，已成為保障高、低壓配電線路安全可靠運行的首要任務，也是保證電氣設(shè)備正常運行的基本措施之一。本文分析了雷電的危害性，闡述了雷擊斷線與跳閘的機理，提出了對于不同電壓等級和不同線路采取有效的防雷措施。
關(guān)鍵詞：配電線路 防雷 措施

隨著我國電氣化事業(yè)的發(fā)展和城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)與改造工程的實施，配電網(wǎng)的技術(shù)狀況也有了截然的改觀。尤其是架空絕緣配電線路在配電網(wǎng)中的應用，大大改善了線路的防雷技術(shù)，但由于配電線路的分布錯綜復雜，鑒于目前的技術(shù)，對配電線路還不可能做到絕對的防雷，配電線路的防雷也可采用避雷線或者避雷器，對于不同電壓等級和不同線路采取的措施也不一樣。
一、雷電對配電線路的影響
雷電引起的過電壓稱為大氣過電壓。它有兩種基本形式：直接雷過電壓和感應雷過電壓大氣過電壓的危害很大。根據(jù)模擬試驗和運行經(jīng)驗，平均高度為h 米的線路將吸引寬度為5h的雷電擊中線路，所以線路的等值受雷寬度為10h。如果落雷密度Y為0.015 次/km²；線路經(jīng)過地區(qū)年平均雷電日為T，則100 公里長每年的落雷數(shù)：
N=r·10h/1000×100×T=Y·h·T次/百公里·年
若T=40 雷電日/年，則每百公里線路平均落雷次數(shù)：
N=0.015×40×h=0.6h 次/百公里·40雷電日
例如，10kv線路，平均高度h=8m 線路長度一般小于50 公里，平均每年受雷擊數(shù)：
N=0.6×8×50/100=2.4 次
由計算可知，配電線路必須采取防雷措施，以保證線路安全。
二、雷擊斷線與跳閘機理
1.電弧放電規(guī)律　
配電網(wǎng)雷電過電壓閃絡(luò)，亦即大氣壓或高于大氣壓中大電流放電，為電弧放電形式。雷電過電壓閃絡(luò)時，瞬間電弧電流很大、但時間很短。當雷電過電壓閃絡(luò)，特別是在兩相或三相(不一定是在同一電桿上)之間閃絡(luò)而形成金屬性短路通道，引起數(shù)千安培工頻續(xù)流，電弧能量將驟增。　
2.雷擊斷線的原因
當裸線遭受雷擊發(fā)生閃絡(luò)時，由于電動力關(guān)系，數(shù)千安培的工頻續(xù)流電弧向負荷端移動直至保護動作，不會造成導線嚴重燒壞。絕緣導線則不同，在擊穿點的周圍存在絕緣，阻礙電弧的移動，使弧根停留在一點燃燒，此時即使將繼電器跳閘時間調(diào)整到最小，導線也將被幾千安的短路電流所損傷，斷線事故的發(fā)生仍然難以避免�！�
3.架空裸導線的斷線率低但跳閘事故頻繁
當雷擊架空裸導線產(chǎn)生巨大雷電過電壓時，就會沿導線尋找電場最薄弱點的絕緣子沿面放電形成閃絡(luò)，最后工頻電弧向絕緣子根部的金屬發(fā)展后形成金屬性短路通道，引發(fā)線路跳閘事故。由于接續(xù)的工頻短路電流電弧在電磁力的作用下沿著導線向背離電源方向移動，一般不會燒斷導線。
三、低壓配電線路的防雷措施
（一）雷電過電壓的情況分析
低壓配電線路上發(fā)生雷電過電壓的因素有：
1.直擊雷，直接雷擊到低壓配電線路上；
2.感應雷，雷擊到低壓配電線路附近的地區(qū)時，對配電線路感應生成的感應雷；
3.高壓側(cè)的雷電過電壓是侵入低壓側(cè)的雷電過電壓的原因，由于避雷器動作使大地（接地）電位上升，從柱上變壓器的高壓側(cè)過渡到低壓側(cè)的雷電過電壓。
（二）低壓配電線路的防雷措施
1.防直擊雷
為提高配電網(wǎng)防直擊雷水平，要從提高線路的耐雷水平入手，采用瓷橫擔或高一級的絕緣子。因配電線路點多、面寬、線長，采用避雷線或避雷針作直擊保護是不經(jīng)濟的。而配電線路由于采用中性點不接地系統(tǒng)，檔距也很小，因而導線容易形成三角形排列，此時，最上面的導線可起到避雷線的作用。所以，最好的辦法是在最上方導線的絕緣子上，每隔一定距離裝設(shè)一個接地的保護間隙。
2.防感應雷
針對配電線路的絕緣弱點，如個別金屬桿塔、特別高的桿塔、個別鐵橫擔、帶拉線的桿塔和終端桿，應裝設(shè)避雷器進行保護。低壓線路應從變壓器出口處安裝低壓避雷器或擊穿保險器，同時做好接地，接地裝置的接地電阻不應大于4Ω。中性點直接接地的低壓電力網(wǎng)中的中性線應在電源點接地。低壓配電線路，在干線和分支線終端處應重復接地，每年重復接地裝置的接地電阻應不大于10Ω，對于較長的線路，重復接地應不少于3處。特別是為防止雷電波沿低壓配電線路侵入用戶，對于接戶線上的絕緣子鐵角應接地，接地電阻應小于30Ω，這一點對于一戶一表改造工作尤其應引起重視。
3.電氣設(shè)備保護
對配電線路上的所有電氣設(shè)備，如配電變壓器、斷路器和隔離開關(guān)等，應根據(jù)其重要性分別采用不同的保護設(shè)備，如避雷器或保護間隙，力求做到臺臺設(shè)備有防雷保護，不存在遺漏點。
四、高壓配電線路防雷措施
（一）配電線路防雷分析
1.線路防雷水平與電桿高度關(guān)系
當線路采用不同高度的電桿時，電桿高度越高，同樣的擊距下，閃絡(luò)電流將越小。因此，要提高線路的防雷性能，在滿足電網(wǎng)安全運行的條件下，應盡量選擇高度小一些的電桿。
2.線路防雷水平與線路絕緣水平的關(guān)系
當線路分別采用不同等級的絕緣子時，線路絕緣水平越低，同樣的擊距下，閃絡(luò)電流越小。因此，要提高線路的防雷水平，應加強線路的絕緣水平。
3.使用避雷器（有間隙或無間隙）
避雷器放電時可泄放雷電荷，且又很快能恢復絕緣，線路不會跳閘，這當然是很好的，但要保證泄放順利，必須保證接地電阻盡可能小，目前無間隙MOA避雷器5KA下殘壓為50KV，相當于沖擊電阻10Ω，若接地裝置沖擊電阻為5Ω，在5KA下地網(wǎng)電位為25KV，兩者相加，則可達75KV，對P15絕緣子不構(gòu)成閃絡(luò)威脅，其裕度還不小，所以避雷器接地裝置的工頻接地電阻不得大于10Ω，盡可能降到5Ω左右為宜，為降低沖擊系數(shù)，接地裝置宜圍繞桿（塔）敷設(shè)為閉合環(huán)形，并設(shè)1~2個垂直接地極。
（二）配電線路防雷措施
1.對于中性點不接地的高壓配電線路，發(fā)生單相接地時，線路不會引起跳閘，因此說防止相間短路是線路防雷的基本原則。
2.架設(shè)避雷線。主要是防止雷電直擊導線，此外，對雷電流有分流作用，減少流入桿塔的雷電流，使塔頂電位下降；對導線有耦合使用，降低雷擊桿塔時絕緣子串上的電壓；對導線有屏蔽作用，可降低導線上的感應電壓。110kV及以上電壓等級的線路一般要全線架設(shè)避雷線；
3.適當運用高壓輸電線路避雷器。由于安裝避雷器使得桿塔和導線電位差超過避雷器的動作電壓時，避雷器就加入分流，保證絕緣子不發(fā)生閃絡(luò)。根據(jù)實際運行經(jīng)驗，在雷擊跳閘較頻繁的高壓輸電線路上選擇性安裝避雷器可達到很好的避雷效果。
4.對于高壓配電線路相互交叉和與較低電壓線路、通訊線、閉路電視線交叉的線路，其交叉時上下導線間的垂直距離最小允許值應符合有關(guān)規(guī)程中規(guī)定的數(shù)值。如果工作距離較小空氣間隙可能被雷電所擊穿，使兩條相互交叉的線路發(fā)生故障跳閘，并將引起線路繼電保護的非選擇性動作，從而可能擴大為系統(tǒng)事故。所以在線路交叉跨越地段的兩端，有必要加裝配合式保護間隙。
5.裝設(shè)自動重合閘。由于雷擊造成的閃絡(luò)大多數(shù)能在跳閘后自行恢復絕緣性能，所以重合閘的成功率也較高，它是保證不中斷供電的有效措施。
6.加強高壓輸電線路的絕緣水平。高壓輸電線路的絕緣水平與耐雷水平成正比，加強零值絕緣子的檢測，保證高壓輸電線路有足夠的絕緣強度是提高線路耐雷水平的重要因素。
7.在雷電活動強烈的地區(qū)和經(jīng)常發(fā)生雷擊故障的桿塔和地段，可以增設(shè)耦合地線。由于耦合地線可以使避雷線和導線之間的耦合系數(shù)增大，并使流經(jīng)桿塔的雷電流向兩側(cè)分流，從而提高高壓送電線路的耐雷水平。
總之，配電線路運行的根本任務是保證配線線路的不間斷供電，在運行中不發(fā)生停電跳閘事故。因此，克服周圍環(huán)境和大自然變化的影響，加強的防雷措施，對于配電線路的安全運行有著重要的意義，

參考文獻：
1. 橫山茂、吳國良：《配電線路雷害對策》，中國電力出版社，2008年6月第1版。
2. 劉靖、劉明光等：《不同地形條件下架空配電線路的防雷分析》，《高電壓技術(shù)》，2011年第4期。
3. 何觀：《10kV配電線路防雷措施的改進》，《廣東輸電與變電技術(shù)》，2005年第4期。
 

轉(zhuǎn)載請注明來自：http://www.jinnzone.com/dianlilw/14965.html