漳州常山架空输配电线路防雷水平及措施分析

摘要：本论文主要结合漳州常山配电线路的防雷措施，对当前配电线路的防雷水平进行分析，以期在此基础上提出了具体的配电线路防雷应用措施，对于进一步提高配电线路防雷技术的应用水平具有较好的指导意义。

关键词：架空输配电线路 防雷 电网

电力系统是由发电厂、输电网、配电网和电力用户组成的，是将一次能源转换成电能并输送和分配到用户的系统。输电网和配电网统称为电网，是电力系统的重要组成部分。配电网是电力系统中直接与用户相连并向用户分配电能的重要环节，由架空线或电缆配电线路、配电所或配电变压器、断路器、补偿电容、各种开关、继电保护、自动装置、测量和计量仪表以及通信和控制设备等组成，除因电网结构薄弱、停电检修、拉闸限电等因素会导致配电网供电可靠性下降外，雷击也是造成配电网供电可靠性下降的一个重要因素。

一、漳州常山架空输配电线路路防雷水平的判断

判断线路防雷性能优劣，主要以雷击跳闸率和耐雷水平来衡量，前者是指每100km年均雷击跳闸的次数，后者是指雷击线路绝缘而不发生闪络的最大雷电流的幅值。前者越低，后者越高，都表示防雷的性能好。引起线路的跳闸必须具备两个条件：第一是雷电流幅值大于或等于线路的耐雷水平，引起绝缘发生工频闪络；第二当工频闪络变为稳定工频电弧；输电线路上所出现的大气过电压一般包括感应雷过电压和直击雷过电压，从通常的运行经验分析，后者对电力系统的危害比前者要严重得多。

1、感应雷过电压

当雷击发生于线路附近的大地时，由于雷电通道周围空间的电磁场的变化急剧，会在线路上产生一定的感应过电压。雷击放电的开始阶段，先导放电，线路处于先导通道和雷云的电场中，因为静电感应，沿导线方向的电场强度分量将导线两端与雷云异号的正电荷吸引到靠近先导通道的一段导线上变为束缚电荷，导线上成为束缚电荷，导线上的负电荷则由于电场强度分量的排斥作用而向两端运动，经线路的泄漏电导和系统中性点流入大地。

2、直击雷过电压

输配电线路遭受直击雷雷击的情况一般分为以下3种：雷击避雷线或挡距中央，雷击杆塔塔顶，雷击导线或绕过避雷线击于导线。现以中性线直接接地系统有避雷线输电线路为例进行分析。雷击塔顶前，雷电通道负电荷在架空地线上和杆塔上感应正电荷；雷击时，雷电通道负电荷和架空地线上、杆塔上正电荷快速中和随机形成雷电流。雷击将造成杆塔横担高度处、塔顶处、线路绝缘子处电位升高。导线、地线的电压升高。当线路绝缘子电压没有超过线路绝缘水平时，杆塔与导线之间不会出现闪络；如果雷击杆塔时雷电流超过线路的耐雷水平，就会发生线路闪络，即“反击”。

二、漳州常山架空输配电线路防雷措施的优化与提高

1、线路型避雷器的应用

无串联间隙型避雷器直接与导线连接，利用避雷器电阻的非线性特性保护绝缘子串，与带串联间隙型相比具有吸收冲击能量可靠，无放电延时的优点。同时，为防止避雷器本身故障时影响线路正常运行，无间隙避雷器一般装有故障脱落装置，即带脱离装置的无间隙型避雷器。带脱离装置的无间隙型避雷器通过脱离器与导线相连。脱离装置由脱离器、绝缘间隔棒等组成。在正常情况下，通过雷电流和操作过电压电流，脱离器均不动作；在异常情况下，当避雷器发生故障损坏时，工频电流通过脱离器，脱离装置能可靠动作，使损坏的避雷器自动与导线脱离，保证正常供电，绝缘间隔棒保持导线与避雷器之间有足够的绝缘距离。

2、采用带间隙的线路避雷器保护进线段终端杆

带串联间隙型避雷器与导线通过空气间隙来连接，间隙击穿电压低于绝缘子串的闪络电压，正常时避雷器处于休息状态，不承受工频电压的作用，只在一定幅值的雷电过电压作用下串联间隙动作后避雷器本体才处于上作状态，因此具有电阻片的荷电率较高，雷电冲击残压降低，可靠性较高，运行寿命较长等特点。因串联间隙的隔离作用，避雷器本体部分（即装有电阻片的部分）基本上不承担系统运行电压，可以不考虑长期运行电压下的电老化问题，且本体部分的故障不会对线路的正常运行产生隐患。

3、其他防雷措施

（1）保护间隙。保护间隙即为在绝缘子串旁并联的一对金属球电极，并依据相关绝缘子50%雷电冲击试验值确定其间隙距离，使其间隙放电电压低于绝缘子串放电电压，当线路处于正常运行状况时，保护间隙处于工频电场之中，但电场强度较低无法将空气间隙击穿，其对线路正常运行无影响；当导线发生雷击时，在导线与地之间（即绝缘子串两端）出现较高的雷电过电压，此时由于间隙的放电电压低于绝缘子串放电电压，雷电过电压通过间隙放电，工频持续电流在间隙间燃烧受到电弧电动力和风的作用逐渐熄灭，使得绝缘子串得到保护而免于损坏；若导线为绝缘导线时，间隙防雷装置可有效保护绝缘导线避免发生雷击断线事故。由于空气绝缘可在短时间内自行恢复，间隙放电属于瞬时性事故，从而提高了重合闸的成功率。但是，加装保护间隙之后会造成线路耐雷水平降低，增大了跳闸事故发生的风险。因此，在10kV配电线路中允许一定跳闸率的情况下，可采用加装可调间隙防雷装置，从而保护绝缘子因雷击闪络而损坏、炸裂导致线路落于横担上或因雷击绝缘导线而导致绝缘导线断线事故的发生。（2）降低接地电阻。降低接地电阻可大幅降低输电线路反击跳闸率，由于10kV配电线路雷击跳闸主要由感应雷引起，因此降低接地电阻在10kV配电线路防雷措施当中的效果并不明显。但是降低接地电阻有利于雷电流冲击波的泄放以免设备遭受雷电冲击波的损坏。此外，降低10kV配电线路的接地电阻可降低雷击大地时杆塔的电位，防止了雷电波通过地面反击到配电线路。

三、结语

对于配电线路的防雷，其防雷应用措施的有效性和可靠性直接影响到了配电网传输电网的经济效益，为此必须要对配电线路防雷措施进行优化应用研究，本论文所探讨的配电线路防雷措施只是其中的一部分应用措施，更多具体的配电线路防雷措施应用有待于广大技术同行的共同努力。

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