配電線路架設地線對雷電感應過電壓的防護效果

張楠

摘 要：雷電感應過電壓是配電線路當中的主要保護對象，而架設地線對于雷電感應過電壓具有重要保護作用，因而對地線線路感應過電壓模型進行計算對地線的架設位置進行研究，對于保護配電線路運行安全性具有重要價值該文主要對配電線路當中架設地線在雷電感應過電壓當中的防護效果進行了分析探討，以期能夠不斷促進配電線路的發展。

關鍵詞：配電線路;架設地線;過電壓

對于配電線路來說.本身的絕緣水平較低，很可能發生雷擊故障.雷擊故障一旦發生會對雷擊線路附近的建筑物造成影響，影響人民群眾正常的用電需求，甚至嚴重者還會影響人民群眾生命財產的安全。雷擊發生的時候，在配電線路上會發生雷電感應過電壓，這一感應過電壓會造成配電線路的電壓閃絡，因此對雷電感應過電壓的防護主要入手點就是降低電壓閃絡次數，架設地線能利用地線拉近導線與大地間零電位距離，降低感應過電壓值。

1 雷電感應過電壓對配電線路產生的影響

在夏秋季節由于雷雨天氣較多，配電線路很容易受到雷電影響，加上低電壓線路本身絕緣性能較差，在發生雷擊時容易受到附近建筑物或是大地的影響在導線上產生感應過電壓，如果電壓量較大就會直接造成線路內部絕緣子損壞，導致線路短路故障的出現，影響人們的正常生活實用，甚至可能會對人民群眾的生命安全帶來影響。

1.1 避雷器的影響

避雷器在線路當中起著保護線路免受雷擊的影響作用，在發生雷擊時其所產生的電流如果超過配電線路范圍就會啟動避雷器，對電流進行分流，將感應電流流入到大地當中，從而對絕緣子部分的電壓進行限制，保護配電線路的運行安全，減少雷擊傷害。但雷電感應過電壓要是過大，避雷器自身承載能力較差，在出現較大電流時會出現損壞，直接導致避雷器的故障，或是避雷器在長久應用過程中由于發生腐蝕，導致電流無法流入到大地當中，給避雷器帶來了嚴重影響。

1.2 絕緣子的影響

絕緣子能夠隔離外界的電流和電壓，保護配電線路的運行安全，在出現雷擊時絕緣子會發生閃絡現象導致絕緣子出現損壞，特別是在夏季雷雨頻發的時候，由于不斷受到雷電影響，雷電的感應過電壓也會加大，從而加重配電線路自身承受的電流，使得絕緣子的兩端電壓超過承載能力，加上外界因素的影響，導致絕緣子出現損壞，直接影響配電線路的安全。

2 配電線路架設地線對雷電感應過電壓的防護效果

2.1 地線對雷電過電壓的限制效果

2.1.1接地電阻的限制效果

配電線路運行過程中，通常會采用自然接地的形式架設地線，而這種接地方法下產生的電阻較高，再加上大地電阻，二者的電阻值就會非常高，這種情況下就需要對電桿電阻進行限制。配電線路中，由于過電壓，配電線路中段位置的過電壓存在最大值，并且根據時間的發展而產生波動性變化。配電線路中架設地線在一定程度上限制了雷電過電壓的產生，也影響了雷電過電壓對于線路安全的影響。接地電阻的存在會對配電線路中的過電壓帶來一定的影響，電壓幅值的上升會導致節點電阻的上升，但絕緣子電壓幅值則越小，因此可以對絕緣子起到一定的保護效果，盡量減少配電線路在雷電環境下受到感應過電壓影響導致絕緣子與避雷器損壞。

2.1.2安裝位置的限制效果

配電線路中，地線架設的具體位置也會對雷電感應過電壓的防護效果產生影響。因此，在具體安裝地線的時候，要選擇合理的地線架設位置，合理控制地線架設高度，同時架設雷電情況下配電線路中存在的感應過電壓，對過電壓的值進行計算，對線纜與絕緣子設置不同的參數，以之為基礎確定感應過電壓的變化規律，并對其加以總結。

2.2 地線對雷電閃絡率的防護效果

2.2.1計算用參數

配電線路中，地線的架設可以起到有效的降低雷電閃絡率的效果。配電線路對感應過電壓的耐受性能最為直觀的體現，就是感應過電壓閃絡率。為了更好地研究與分析地線的架設對雷電感應過電壓閃絡率的影響，可以通過對比未架設地線的配電線路，以及已經架設地線的配電線路之間的感應過電壓閃絡率來進行分析。而在這個過程中，所使用的計算參數包括以下：（1）地閃密度Ng的計算，可以按照40個雷暴日進行計算，經過一系列折算，確定地閃密度為2.78次/（km2·a）;（2）對于雷電沖擊閃絡電壓的計算。事實上，我國架空配電線路的絕緣配置方法各異，一般在雷電沖擊的情況下，絕緣子所承受的閃絡電壓在100kV～150kV之間。出于保障本次研究普遍性的需要，本次研究將100kV與150kV閃絡電壓作為絕緣閃絡效果的判定依據，以此為基礎討論配電線路的感應過電壓閃絡率;（3）大地電阻率。對于配電線路的雷電沖擊來說，大地電阻率是其中的一項重要影響因素，也是影響瞬變電磁場與傳輸線瞬態阻抗的基本參數，會對配電線路感應過電壓閃絡率產生影響。本次研究所選擇的大地電阻率包括50Ω·m、100Ω·m、200Ω·m、500Ω·m、1000Ω·m和1500Ω·m;（4）配電線路線纜的具體參數為：A相線纜與地面之間的距離為11米，B相及C相線纜與地面之間的距離為10米，A相線纜與B/C相線纜之間的空間距離為1米，線纜截面積為185mm2，配電線路每一檔中間的水平檔距為80米，為配電線路的整體長度為3200米，線路自然接地，電阻為Rg，以大地電阻率為基礎進行計算而確定的。

2.2.2結果分析

如果絕緣子閃絡電壓為100kV，按照不同的大地電阻率對其進行計算，并判斷架設地線的配電線路雷電沖擊感應過電壓閃絡率，及未架設地線的配電線路雷電線路沖擊感應過電壓閃絡率，對二者進行計算與比對。經過計算與比對可以得知，無論是否架設了地線，大地電阻率的提升，配電線路中過電壓閃絡率的提升，其本質都是由于大地電阻的上升，致使配電線路在受到雷電沖擊的一瞬間，電磁場產生瞬變，線路大地瞬態阻抗也發生了變化，配電線路的感應過電壓急劇上升。

3 配電線路架設地線對電壓閃絡率的降低效果

雷電感應過電壓對于配電線路的主要影響就是造成絕緣子兩端的電壓過大，而產生雷電感應過電壓.影響到電路的故障，造成電壓閃絡，電壓閃絡的頻率也就是雷電感應過電壓對配電線路影響的具體效果和水平，因此對于具體的架設電線對配電線路雷電感應過電壓的限制效果上需要從配電線路架設地線中電壓閃絡率的具體參數來分析。配電線路的電壓閃絡率能直接反映出地線景觀改造之后對雷電感應過電壓的承受能力，而對于電壓閃絡率的主要運算可以從以下參數來選擇：①將地閃密度Ng設為4O個雷暴日，取值2.78次;②從目前的實際情況來具體分析，配電線路架設地線的位置不同造成了不同的絕緣配置.而不同的配電位置在雷擊發生時的效果并不相同。在雷擊發生的時候，通常當電壓在100～150kV時，絕緣子會發生閃絡，為了覆蓋多數情況，選擇100與150kV作為判斷依據.根據這一變化過程來計算感應過電壓閃絡率;③對應的電阻率則取特殊值：50，500，1500等;電桿的接地模式一般選擇自然接地模式。

4 結束語

整合闡述，隨著配電線路中的電桿接地電阻的提升，配電線路地線中的感應過電壓會有明顯的上升，絕緣子承受的過電壓會在很大程度上下降，基于此，如果在配電線路中進行地線架設，則可以起到對過電壓的防護效果，因此并不必再增加降低電阻的措施，可以通過電桿自然接地的方式起到雷電沖擊的防護效果。另外，在配電線路中架設底線，還可以有效降低雷電沖擊感應過電壓閃絡發生的概率，并降低閃絡情況對配電線路造成的影響。

參考文獻

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