配電線路防雷水平分析

陸洪軍，張娟娟

（南寧市賓陽縣氣象局，廣西 南寧 530400）

電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)和電力用戶組成的，是將一次能源轉(zhuǎn)換成電能并輸送和分配到用戶的系統(tǒng)。輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)統(tǒng)稱為電網(wǎng)，是電力系統(tǒng)的重要組成部分。配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中直接與用戶相連并向用戶分配電能的重要環(huán)節(jié)，由架空線或電纜配電線路、配電所或配電變壓器、斷路器、補(bǔ)償電容、各種開關(guān)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、測量和計(jì)量儀表以及通信和控制設(shè)備等組成，除因電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱、停電檢修、拉閘限電等因素會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)供電可靠性下降外，雷擊也是造成配電網(wǎng)供電可靠性下降的一個(gè)重要因素。本論文主要結(jié)合配電線路的防雷措施，對當(dāng)前配電線路的防雷水平進(jìn)行分析，以期在此基礎(chǔ)上提出有效可靠的配電線路防雷措施，并以此和廣大同行分享。

1 當(dāng)前配電線路防雷措施應(yīng)用水平探討

（1）配電線路防雷水平性能指標(biāo)。衡量線路防雷性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)一般有兩個(gè)：一是線路耐雷水平，一是線路雷擊跳閘率。線路耐雷水平是指雷擊線路時(shí)，線路絕緣子不會(huì)發(fā)生閃絡(luò)的最大雷電流幅值。低于耐雷水平的雷電流擊于線路不會(huì)引起閃絡(luò)，反之，則必然會(huì)引起閃絡(luò)。配電線路雷電流超過線路耐雷水平引起絕緣子發(fā)生閃絡(luò)沖擊時(shí)，由于沖擊閃絡(luò)時(shí)間很短不會(huì)引起線路跳閘，但若在雷電消失后由工作電壓產(chǎn)生的工頻短路電流電弧持續(xù)存在，將引起線路跳閘。線路雷擊跳閘率是指每100km線路每年 (折算到40個(gè)雷暴日下)由雷擊引起的線路跳閘次數(shù)，它是衡量線路耐雷性能的綜合指標(biāo)。線路耐雷水平越高，雷擊跳閘率越低，說明線路的防雷性能越好。所以如何提高線路耐雷水平，降低雷擊跳閘率是防雷設(shè)計(jì)中非常重要的工作。

（2）當(dāng)前配電線路防雷應(yīng)用措施。①接閃器，避雷針及其變形產(chǎn)品避雷線、避雷帶、避雷網(wǎng)等統(tǒng)稱為接閃器。歷史上對接閃器防雷原理的認(rèn)識(shí)產(chǎn)生過誤解。當(dāng)時(shí)認(rèn)為：避雷針防雷是因?yàn)槠浼舛朔烹娭泻土死自齐姾蓮亩苊饬死讚舭l(fā)生。所以當(dāng)時(shí)要求避雷針頂部一定要是尖端，以加強(qiáng)放電能力。后來研究表明：一定高度的金屬導(dǎo)體會(huì)使大氣電場畸變。這樣，雷云就容易向該導(dǎo)體放電，并且能量越大的雷就越易被金屬導(dǎo)體吸引。這樣接閃器的防雷是因?yàn)閷⒗纂娨蜃陨矶乐沽吮槐Ｗo(hù)物被雷電擊中。現(xiàn)在認(rèn)為任何良好接地的導(dǎo)體都可能成為有效的接閃器，而與它的形狀沒有關(guān)系。②引下線，引下線的作用是將接閃器的雷電流安全的導(dǎo)引入地。引下線應(yīng)與各層均壓環(huán)焊接，采用10mm的圓鋼或相同面積的扁鋼。對于框架結(jié)構(gòu)的建筑物，引下線應(yīng)利用建筑物內(nèi)的鋼筋作為防雷引下線。采用多根引下線不但提高了防雷裝置的可靠性，而且多根引下線的分流作用可大大降低每根引下線的沿線壓降，讓雷電流均勻入地，便于地網(wǎng)散流，以均衡電位，減少側(cè)擊的危險(xiǎn)。同時(shí)，均勻?qū)ΨQ布置可使引下線瀉流時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)電磁場在引下線所包圍的建筑物內(nèi)相互抵消，減小雷擊感應(yīng)的危險(xiǎn)。③接地體，接地體是指埋在土壤中起散流作用的導(dǎo)體，接地體應(yīng)采用鋼管(直徑大于 50mm，壁厚大于3.5mm)、角鋼(不小于 50mm×50mm×5mm)、扁鋼(不小于 40mm×4mm)，并應(yīng)將多根接地體連接成地網(wǎng)。地網(wǎng)的布置應(yīng)優(yōu)先采用環(huán)型地網(wǎng)。引下線應(yīng)連接在環(huán)型地網(wǎng)的四周，這樣有利于雷電流的散流和內(nèi)部電位的均衡。垂直接地體一般長為1.5～2.5m，埋深0.8m，地極間隔5m，水平接地體應(yīng)埋深1m，其向建筑物外引出的長度一般不大于50m。

2 配電線路防雷措施的優(yōu)化與提高

（1）線路型避雷器的應(yīng)用。無串聯(lián)間隙型避雷器直接與導(dǎo)線連接，利用避雷器電阻的非線性特性保護(hù)絕緣子串，與帶串聯(lián)間隙型相比具有吸收沖擊能量可靠，無放電延時(shí)的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，為防止避雷器本身故障時(shí)影響線路正常運(yùn)行，無間隙避雷器一般裝有故障脫落裝置，即帶脫離裝置的無間隙型避雷器。帶脫離裝置的無間隙型避雷器通過脫離器與導(dǎo)線相連。脫離裝置由脫離器、絕緣間隔棒等組成。在正常情況下，通過雷電流和操作過電壓電流，脫離器均不動(dòng)作；在異常情況下，當(dāng)避雷器發(fā)生故障損壞時(shí)，工頻電流通過脫離器，脫離裝置能可靠動(dòng)作，使損壞的避雷器自動(dòng)與導(dǎo)線脫離，保證正常供電，絕緣間隔棒保持導(dǎo)線與避雷器之間有足夠的絕緣距離。

（2）采用帶間隙的線路避雷器保護(hù)進(jìn)線段終端桿。帶串聯(lián)間隙型避雷器與導(dǎo)線通過空氣間隙來連接，間隙擊穿電壓低于絕緣子串的閃絡(luò)電壓，正常時(shí)避雷器處于休息狀態(tài)，不承受工頻電壓的作用，只在一定幅值的雷電過電壓作用下串聯(lián)間隙動(dòng)作后避雷器本體才處于上作狀態(tài)，因此具有電阻片的荷電率較高，雷電沖擊殘壓降低，可靠性較高，運(yùn)行壽命較長等特點(diǎn)。因串聯(lián)間隙的隔離作用，避雷器本體部分(即裝有電阻片的部分)基本上不承擔(dān)系統(tǒng)運(yùn)行電壓，可以不考慮長期運(yùn)行電壓下的電老化問題，且本體部分的故障不會(huì)對線路的正常運(yùn)行產(chǎn)生隱患。

3 結(jié)語

對于配電線路的防雷，其防雷應(yīng)用措施的有效性和可靠性直接影響到了配電網(wǎng)傳輸電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益，為此必須要對配電線路防雷措施進(jìn)行優(yōu)化應(yīng)用研究，本論文所探討的配電線路防雷措施只是其中的一部分應(yīng)用措施，更多具體的配電線路防雷措施應(yīng)用有待于廣大技術(shù)同行的共同努力。

[1]王茂成，呂永麗等.10kv絕緣導(dǎo)線雷擊斷線機(jī)理分析和防治措施[J].高電壓技術(shù)，2007，33(l):102-105.

[2]陳水明，何金良，劉榮.采用長閃絡(luò)避雷器防雷絕緣導(dǎo)線的斷線[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2003，43(3):318-321.

[3]何金良，傅芳偉，陳水明等.10kV絕緣導(dǎo)線配電線路斷線機(jī)理分析[J].電力建設(shè)，2001，22(7):6-9.