關于運行中配電設備的防雷措施探討

李舒婷

【摘 要】近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，人們生產(chǎn)和生活對電力資源的需求量越來越大，電力工程建設在取得顯著發(fā)展成就的同時，其中越來越多的電力事故也引起了人們的關注和重視。引發(fā)電力事故的原因多種多樣，錯綜復雜，雷電就是其中一個。雷電損壞配電設備的原理主要包括損壞變壓器的原理，損壞架空導線的原理和損壞絕緣導線的原理，本文主要分析了配電設備運行工程中，如何做好防雷措施。

【關鍵詞】配電設備；防雷；危害；措施

雷電是一種非常普遍的自然現(xiàn)象，往往會帶來巨大的電壓，嚴重威脅電力系統(tǒng)的正常工作。雷電對電氣設備的危害非常之大不言而喻，雷電嚴重威脅著配電設備的安全，輕則配電設備失靈，重則配電設備燒壞，甚至導致人員傷亡。因此加強對雷電的認識，做好相應的防雷措施不容忽視。加強防雷工作可以有效減少雷擊跳閘的次數(shù)，將線路損壞的概率降至最低，提升供電運行的質量和安全性。筆者從雷擊的危害途徑分析入手，對如何做好配電設備運行中的防雷工作提出了幾點思考。

1雷擊的危害途徑

1.1雷擊過電壓

直接雷擊過電壓分為直擊雷和雷電波侵入。帶電的云層對大地上的某一點發(fā)生猛烈的放電現(xiàn)象，稱為直擊雷。直擊雷擁有巨大的破壞力，不及時瀉放入大地，將嚴重破壞或傷害甚至直接摧毀遭受雷擊的物體。雷電波侵入是指雷電不直接放電在建筑和設備本身，而是對布放在建筑物外部的線纜放電。雷電波以光速沿著電纜傳播，侵入并危及甚至可能在不知不覺中損壞電子設備和控制系統(tǒng)。

1.2地電位反擊

具有避雷裝置的建筑物或設施被雷電直接擊中，雷電流將從接地部分流向供接地設備，或者擊穿大地絕緣而流向另一設備，反擊破壞電子設備。導線回路未實行等電位連接，則可能產(chǎn)生火花放電。地電位反擊還可以感生出反擊電壓，有些反擊電壓高達幾千到幾十千伏甚至數(shù)百千伏并且沿著各種形式的接地線，以電磁波的形式向更大的空間范圍傳播，造成大面積的破壞。

1.3雷擊電磁脈沖

建筑物附近或建筑物防雷裝置遭受雷擊時，被雷電擊中的裝置的電位升高以及電磁輻射干擾。雷電流沿金屬導體引入造成雷電波侵入建筑物內(nèi)或由于電磁干擾的感應效應使雷擊電磁脈沖以能量場的形式耦合影響敏感的電子信息設備，使之產(chǎn)生過電壓或過電流損壞的現(xiàn)象。

2 雷電損壞配電設備的原理

2.1損壞變壓器的原理

感應雷和雷電波入侵時，瞬時電壓會達到幾十萬伏，可以通過正逆的方式不斷變換過電壓，使得配電變壓器將外部絕緣完全擊穿，甚至可能出現(xiàn)較為危險的安全事故。造成這種結果的主原因有兩種。一是正變換過電壓產(chǎn)生的基本原理。當雷電波入侵后，沖擊電流會在高壓繞組中產(chǎn)生一定的感應電動勢，從而造成高壓側出現(xiàn)一定的感應電壓，稱作正變換。二是逆變換過電壓。當沖擊電流流過三相低壓繞組時，會有一定的磁通量產(chǎn)生，從而將匝間和層間的絕緣完全擊穿，出現(xiàn)高壓繞組產(chǎn)生過電壓的情況，稱為逆變換。

2.2損壞架空導線的原理

當直擊雷或者感應雷直接在架空導線中作用時，很容易出現(xiàn)絕緣子閃絡的情況。由于電磁力的原因，電流會順著導線不斷移動。當電弧開始移動的時候，弧腹會沿著弧根的運動而不斷移動，在受到熱應力作用后，逐步向上空的位置移動。弧根位置的溫度通常較高，會對導線本身造成一定的燒損；弧腹位置的溫度略低，則不易出現(xiàn)燒損。

2.3損壞絕緣導線的原理

當直擊雷或者感應雷在絕緣導線中產(chǎn)生作用后，會使導線的絕緣層出現(xiàn)閃絡。一般而言，只要絕緣層被擊穿，其外層會呈現(xiàn)出針孔形狀。由于周邊絕緣層的影響，它將完全無法移動，進而出現(xiàn)燃燒，導致導線完全燒斷。

3配電設備運行中的防雷措施

3.1做好絕緣工作

配電線路絕緣水平的高低，將會直接影響到線路抵御雷電能力。農(nóng)網(wǎng)低壓線路采用的絕緣子，絕緣配置比較低，雷雨季節(jié)的，空氣潮濕的環(huán)境，配電線路絕緣將大幅下降，很容易受到雷電壓影響，引發(fā)線路絕緣閃絡或擊穿現(xiàn)象。同時，絕緣下降，還有可能發(fā)生相間、相對地發(fā)生放電故障。所以，要努力提升配電線路絕緣。主要途徑有：（1）將絕緣子的絕緣等級提高一級。（2）及時修復導線外皮破損處，恢復其絕緣。（3）接入的低壓配電設備、裝置，必須絕緣良好。（4）低壓線路盡可能不使用裸導線。（5）要加強漏電保護安裝率，實現(xiàn)故障自動隔離。（6）利用大修技改項目資金，開展老舊低壓線路、分支線路以及巷線改造，徹底提高低壓線路絕緣。

3.2加強防雷措施的相關管理

配電線路遭受雷擊的現(xiàn)象非常常見，為不至于影響人們的正常生活和工作，對于防雷措施的安裝和經(jīng)常性檢修就顯得十分必要。目前，最為普遍且有效的方法就是在必要位置增加防雷裝置和過電壓保護器以達到對配電網(wǎng)絡最大限度的保護。施工中可以使用完全絕緣的導線或通過局部絕緣來提高整個線路的絕緣水平。但這樣一來，施工及維護成本就會大大提高，故而要通過實地考察結合多方面的因素，對防雷措施的設計以及施工方案進行調整。與此同時，還要注意對防雷措施的保護和維修。應注意避開腐蝕性物質，避免防雷裝置遭到腐蝕而失去效用。對于不可避免的老化問題，應定時更換老化部件。而且防雷裝置要定時更新，以達到最高效的防雷效果。

3.3合理接地設計

通過接地設計能夠將雷電瞬間產(chǎn)生的電流導入大地，避免電流在某一地點的過渡集中，以此保護電氣設備的運行安全。良好的接地設計應該具備較好的引導性，能夠將電流充分引入地下，同時，要有一定的抗壓能力，防止地面電壓的反擊。在以往的接地設置中，經(jīng)常會使用設備單獨接地的辦法，但這一方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代電氣設備的防雷要求。現(xiàn)階段的接地設計，應該是采用共用的防雷接地系統(tǒng)。在這一系統(tǒng)中，接地設計是關鍵，對此，設計人員應該遵守國家相應的規(guī)范準則，結合具體實際，實現(xiàn)最好的防雷效果。

3.4科學布線設計

建筑內(nèi)外部的各種導線是雷電向電氣設備傳導的主要媒介，科學的導線設置，能夠最大限度的防止雷電電流向設備的傳導，以此達到保護設備運行安全的效果。在人的日常生活中。導線涉及電視、電話、照明、廚衛(wèi)等各個方面，這些都是導線布置的重點內(nèi)容。對此，設計人員可以從兩個方面進行考慮：第一點，以絕緣管保護導線，實現(xiàn)對導線的屏蔽；第二，盡量將導線設置在應用場所的重心位置，降低電磁波的有效感應。

3.5定期檢修電路防雷裝置，及時的更新舊設備

相對于高壓線路防雷，低壓線路防雷問題往往容易被疏忽或不被重視。低壓避雷裝置或避雷器安裝率寥寥無幾，其運行維護的工作比較被動滯后，一組低壓避雷器安裝后，對其運行狀態(tài)、接地電阻情況掌握很少，發(fā)生雷擊時，也往往歸咎為自然因素，沒有從低壓線路防雷能力提升角度，開展日常低壓運維工作。在日常運維工作中，要針對發(fā)生雷擊現(xiàn)象，增設低壓避雷器，定期開展巡視、檢修，及時更換擊穿損壞的避雷器，對超標接地電阻要進行改造。同時，要及時的更新和改造老舊低壓線路和設備裝置。要結合低壓線路所處區(qū)域的自然環(huán)境采取合理的防雷措施，針對雷電災害比較嚴重的桿段要進行多層的線路防護，同時配合維護檢修，配電線路避雷器要選擇敏感度較高、質量可靠的避雷器安裝入網(wǎng)，也可以在低壓線路的適當位置安裝放電間隙，釋放雷電壓，通過采取多種防雷措施，最大限度的提升線路防雷的能力。

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（作者單位：柳州電力勘察設計有限公司）