配电网线路防雷系统的保护研究

【摘 要】配电网的网络具有结构复杂、绝缘水平较低等特点，所以配电网系统很容易遭受雷害，引起停电事故，从而导致巨大的经济损失。本文拟就电网防雷技术的原理及特点进行分析，并结合实际，提出适用于配电网防雷的技术方案。

【关键词】配电网 防雷

【中图分类号】TM863【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）02-0287-01

1、发展线路防雷技术的重要性

雷电是一种自然现象，它是由云层中的电子聚合引起的。自从地球形成以来，雷电就产生了。在人类社会发展的初期，雷电被赋予了神的身份，中外很多文化都有雷神的影子，比如希腊神话中的主神宙斯就可以制造闪电，北欧神话中的雷神索尔以及中国文化中的雷公电母。随着人类知识的进步，渐渐认识到雷电的实质，剥去了雷电身上神秘的外衣。社会发展到今天，人类已经发现了可以保护自身的生命财产免受雷电侵害的方式。但是即使是这样，雷击仍然对人类生活生产影响巨大。比如雷击对供电网络的安全运作就有巨大的影响。诸多输电线路跳闸时间的发生就合雷电有莫大关系，可以不夸张的说，雷电是供电网络的安全稳定运行的极大的威胁。从电网故障分类统计数据来看，雷击引起的电网故障占有很大比重。数据说明，发生在我国跳闸率较高的地区的高压线路运行的总跳闸次数的统计当中，由雷击引起跳闸的次数就占到了40%～70%，雷击输电线路引起的事故率在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地区则更加多；每一次雷击闪络都会对社会造成巨大经济损失，严重的可以造成电网大面积停电事故，更普遍的则是发生系统强扰动，另外还可能造成设备损坏、线路停运。就我国的情况来说，近年来由于自然和人为因素我国雷电活动加剧，由于快速的经济发展，城乡用电量剧增，电网新增速度不断加快，由于雷击造成的电网事故及损失逐年呈上升趋势。所以加强输电线路的雷电防护，对于维护电网的安全稳定运行有着十分重要的意义。

在通常的情况下，一年中几十次雷击会在长距离的架空输电线路上发生，因此在电力系统总的雷电事故中雷击事故占有特别大的比重。据数据统计，因为雷击线路造成的跳闸事故占电网总事故的60%以上。输电线路防雷保护的目的就是尽可能减少线路雷害事故的次数和损失。

2、线路防雷保护措施

对于电网的安全稳定运行是至关重要的是架空裸导线的防雷保护，因为架空裸导线在实际应用中有大量使用；在现场调查的研究说明，在电网中存在零值与劣值绝缘子，零值与劣值绝缘子的出现，极大的影响了配电网的耐雷可靠性和稳定性。针对上述原因，我们提出一些预防架空导线的防雷保护措施：

2.1 架设避雷线：作为高压输电线路的最基本防雷措施架设避雷线主要为了防止导线被雷直击导线。此外，避雷线对还可以分流雷电流，减小雷电流流入杆塔，从而使杆塔顶的电位下降。

另一个影响输电线路耐雷性能的重要因素是保护角，对避雷线的保护角减小，就会降低输电线路的绕击率，从而降低输电线路的绕击的跳闸率。从理论上讲，对避雷线保护角进行减小，有助于提高避雷线对导线的屏蔽性，在雷电流幅值相同的情况下，可以使导线的暴露距离减小，以及对可能发生的最大绕击电流起到减小作用，这两个因素使线路可以减小线路绕击的跳闸率。

有以下几种方法可以减小避雷线保护角：避雷线和导线高度不变，减小避雷线和导线之间的水平侧向距离，使保护角减小；保持避雷线高度不变，通过增加绝缘子片数，降低导线挂线点高度来减小保护角，同时也增加了绝缘子串长度，提高了绝缘子串的耐受电压；保持导线高度不变，通过增加避雷线的高度来减小保护角。

2.2 降低杆塔接地电阻降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平，减少线路雷击跳闸率的主要措施。降低杆塔接地电阻是通过降低杆塔的冲击接地电阻来提高输电线路反击耐雷水平的一种防雷技术。降低杆塔接地电阻来降低输电线路雷击跳闸率的原理是：当杆塔接地电阻降低时，雷击塔顶时，塔顶电位升高的程度降低，绝缘子所承受的过电压程度也降低，从而使线路的反击耐雷水平提高，从而有效的降低线路的雷击跳闸率。降低杆塔接地电阻的方法主要分物理降阻和化学降阻：物理降阻包括延长接地体、深埋接地体、使用符合接地体等；化学降阻主要是指在接地体周围敷设降阻剂，通过降低土壤电阻率来达到降低接地电阻的目的。

2.3 架设耦合地线架设耦合地线是指在雷害事故多发地区，在导线下方加设一条接地线，以提高线路的反击耐雷水平，降低反击跳闸率。架设耦合地线提高线路反击耐雷水平的原理是：耦合地线可以增加分流作用，可以使雷电流易于通过邻近杆塔的接地散流，从而降低塔顶电位。架设耦合地线根据架设的位置不同分两类：直挂耦合地线，直接增设在线路导线下方的耦合地线；侧面耦合地线，平行架设在线路两侧的耦合地线。

2.4 更换新型绝缘子以往工程中采用的绝缘子为瓷质绝缘子，当出现零值时无明显特征反映，不易发现，导致绝缘子串耐压水平降低，雷击时易发生闪络。把原来的瓷绝缘子换成玻璃绝缘子后，线路绝缘水平有所提高，闪络事故得到了改善，因为玻璃钢绝缘子失效表现为零值自破，玻璃钢绝缘子的失效检出率比瓷绝缘子的高很多，从而消除了零值绝缘子和劣质绝缘子，消除了线路的绝缘弱点，大大提高了线路绝缘水平，降低了绝缘子的雷击闪络概率。

2.5 安装线路避雷器线路避雷器是在线路杆塔上安装避雷器装置，将其与线路绝缘子串并联，提高安装处线路的绕击和反击耐雷水平，并有效保护绝缘子不闪络，降低雷击跳闸率。避雷器提高耐雷水平原理是：线路安装避雷器后，当雷电绕击线路，绝缘子串两端产生过电压超过避雷器动作电压时，避雷器动作，利用阀片的非线性伏安特性，限制避雷器残压低于线路绝缘子串的闪络电压。雷电流经过避雷器泄放后，通过避雷器的工频电流很低，工频电弧在第一次过零时熄灭，线路两端断路器不会跳闸，系统恢复正常状态。

3、总结

作为直接向广大用户供电的网络配电线路十分重要，它的安全情况直接对人民群众的神产生或产生巨大影响，对构建社会主义和谐社会有着巨大的危害，对建立资源节约型环境友好型的两型社会也有不利影响。解决配电网的雷害问题任重而道远，我们必须坚持从实际出发，因地制宜，具体情况具体分析，重点整治与综合整治相结合，多方面全角度的保护配电网防雷系统工程。必须使防雷措施的形成足够精确的防雷电、足够规模的覆盖面，多种措施并举并力配合，才能够使防雷措施真正见到成效。

参考文献

[1]李志娟，李景禄，宋珂，鸣.关于农网35kV线路防雷措施探讨[J].电瓷避雷器，2007，（05）

[2]崔林.云朝山雷达站防雷措施研究[D].长沙理工大学，2009

[3]王兰义.日本氧化锌避雷器的发展动向[J].电瓷避雷器，1999，（03）