浅谈变配电所线路防雷保护方法和措施

摘要：随着我国电力行业规模的不断扩大，电力配送网络中出现线路故障的频率也越来越高。这不仅会影响整个电力系统的正常运行，而且还会对人身和财产安全造成威胁。文章分析了雷电对配电线路的损害，探讨了配电线路防雷保护的对策以及常见的防雷保护装置，以此为配电线路防雷保护提供参考。

关键词：配电线路；防雷保护；措施

中图分类号：F407文献标识码： A

前言

随着我国电力行业规模的不断扩大，电力配送网络中出现线路故障的频率也越来越高。我国电力系统中架空输电线路的分布比较广泛，高压杆塔的高度一般有十几米或者几十米，这些电线杆塔大多数在高山上，或者暴露在旷野中，大大增加了遭受雷电攻击的概率。配电线路受到雷电的攻击不仅会影响整个电力系统的正常运行，而且还会影响周围的建筑物或者出现人身事故。统计表明，电力配送网络中超过60%的事故是由雷电导致的。很多水利枢纽工程中需要架设高压线路，由于雷电导致的人身事故也时有发生。因此，电力部门应该采取有效的雷电防护措施，保障电力配送网络的供电安全，避免雷电干扰系统的正常运行。本文对配电线路防雷保护的对策进行了探讨。

一．雷电对配电线路的损害分析

雷击对配电线路的损害主要表现在以下几个方面：①直击雷。雷电直接作用于大地上的某点，并且进行强烈的放电。直击雷可以直接作用于地面上的设备，可以击中架设在空中的配电线路，电击过程中过高的电压可以沿着导线进入输电设备中，给输电线路造成损害。②感应雷。感应雷的感应方式有电磁感应和静电感应两种。如果配电线路上空出现带电的雷云，导线上由于静电感应的作用，会积累大量正负电荷。若雷云直接对某个目标放电，其上存在的负电荷会迅速消失，但导线上依然存在大量正电荷，这些正电荷会顺着导线，以雷电波的传播方式进入大地，这个传播过程的高电压容易损害电路中的设备。在电磁感应的作用下，如果雷电电流顺着导线流入大地，由于该过程中电磁频率高、强度大，导线周围会产生较强的交变电磁场。如果电路设备处于该电磁场中，会感应出过高的电压，进而导致损害。③地电位提高。在雷电电流经过地面导体进入大地过程中，假设雷电电流为10kA，接地电阻为10Ω，通过欧姆定律可以计算出入地电压为100kV，这时电气设备的接地保护和入地电压点连接在一起，则这两处的电压均为100kV。这时候如果将电气设备的接地保护放在室内，让两者处于非共地面，此时接地保护处的电压为0，设备工作线路与其外部有100kV的电位差，直接导致设备损坏。

雷电过电压对配电线路损害的表现形式有：①雷电击打在配电线路、避雷装置或者电线杆塔上，这种方式又称为直接过电压。②雷电产生过多的能量击打配电线路周围的地面，严重刺激到输电线路中的三相导线，进而产生过电压就是感应雷电压方式。直接雷电击打会破坏线路中的暂态保护，但雷电感应电压容易干扰暂态保护。一般来说，雷电感应电压击打其他物体，会产生高频率的感应电压，危害远远高于直接雷电击打。雷电感应电压是一种地闪现象，雷电击打在其他物体上，变电站中的电闸由于感应电压过高跳闸，导致供电中断。

我国大部分地区的高压输电线路是埋在地下的，遇到雷雨天气，由于电力系统故障会给人们的生活带来很多不便。当发生雷电感应电压时，雷电击打在地面上产生高压，由于电磁感应和机械效应等一系列效应的综合作用，导致线路中的感应电压超过数百伏，配电网络中的三相导线感应的电压也非常大，输电线路很难承受导致输电线路损坏，进而影响到输电设备，甚至会导致火灾或者出现人身事故，需要引起电力部门的高度重视。

二．配电线路防雷保护的对策

1、提高配电线路的绝缘水平

在我国电力行业规模不断扩大的同时，配电线路架设的环境也变得更加恶劣，在一些环境比较差的山区架设输电线路时，天气情况和地形条件对配电线路架设的影响非常大。一些高山地区架设的配电线路，受到雷电攻击的概率很高。如果某些地区的云层高度偏低，配电线路很可能受到重复雷击。例如，在我国部分农村地区架设输电线路过程中，农村的配电线路半径和城市不同，农村地区的线路半径更大，并且配电线路的绝缘性不佳。大部分农村地区使用的是杆塔多回路架设法，以此节约配电线路架设成本，但这种架设方式让某些杆塔之间的电气距离达不到相应的标准。如果线路之间的电气距离设置不当，线路中任意一个回路受到雷击，容易击穿线路中的绝缘子，此时，如果线路中还有较大的运行电流，线路周围的空气会在强电流的作用下出现热游离，或者出现光游离，如果线路之间的电气距离过短，游离的电弧将作用于其他回路，导致其他线路出现接地事故，甚至导致变电站中线路跳闸，严重影响到配电线路的正常运行。

针对这种情况，我们可以通过提高配电线路绝缘水平的方法，达到提高配电线路防雷保护的目的。例如，使用绝缘性好的导线替换配电线路中的外部导线，增加线路中绝缘子的数目，如果条件允许可以使用陶瓷物质替换针式绝缘子，增强配电线路的绝缘性能。同时，在建设配电线路过程中，可以在施工过程中增强防雷措施，根据配电线路当地的地形条件和天气情况，合理调整线路回路，保证架设杆塔之间的距离适当。电力监测部门应该做好气象监测，遇上阴雨天气及时检测电线杆塔的性能，测量杆塔的接地电阻并进行适当的调整，以此提高配电线路的防雷保护。

2、防止直击雷对配电线路的攻击

直击雷在瞬间会产生很高的电流，很容易对电力设备造成破坏。为了防止直击雷的破坏，通常都是以架设避雷针的手段来对电力设备进行保护。避雷针能够将雷电有效引入地下，这种措施为其周围的设备带来了极大的安全保障。在架设避雷针的过程中，应该合理选择安装位置，这是保证避雷针能够有效工作的关键。在选择避雷针时，一般都会根据避雷针防护公式进行计算，以此来得到它的保护范围。在选择位置时，需要保证配电线路不出现反击情况。变电站安装避雷针是有一定要求的，如果电压过高需要配备独立的避雷针。如果是110kV的变电站，由于用电设备规模较大，数量较多，就需要将避雷针分别装在相应的设备上，这样才能够对电力设备进行相应的保护，从而保障配电线路的安全。

3、防止架空绝缘导线雷击断线

配电线路中的比较常见的故障是架空绝缘导线雷击断线。要避免架空绝缘导线雷击断线，可以从两个方面做起：第一，是提高配电线路局部的绝缘性，同时，对配电线路的施工成本进行控制，运用架设绝缘导线周边的方法提高局部绝缘性，设计可以增强绝缘导线性能的材料，避免配电线路被雷电击穿，这种方式有助于避免强烈的冲击放电电压。第二，是安装避雷装置，这也是配电线路中十分常见的防雷保护措施。安装避雷装置可以有效保护架空绝缘线路，但避雷装置的使用寿命不长，容易出现老化，对此可以适当选用氧化锌避雷装置。配电线路中不需要全部安装避雷装置，只要在一些比较重要的部位或者容易受到雷击的部位安装即可。

4、加强对配电线路中避雷装置的管理

电力系统工作人员应该在日常工作中，加强对配电线路避雷装置的维护和管理，特别是投入运行不久的线路，电力部门应该定期检查线路的绝缘性能，保障配电线路在电力输送过程中良好的绝缘性。平时做好避雷装置的巡视工作，定期测量避雷装置中的电阻值，检查是否有工频放电。加强对配电线路中防雷设施的维护与管理，以此减少和避免各种线路故障。

结论

在配电线路中架设避雷器、避雷针是一种行之有效的防雷保护措施，在实际工作中应该根据具体需求合理选择。电力部门应该提高配电线路的绝缘水平，防止架空绝缘导线雷击断线，加强对配电线路中避雷装置的管理，以此有效提高配电线路的防雷保护水平。

参考文献

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[2]邹伟锋.浅谈低压配电线路的防雷保护设计[J].建筑工程技术与设计,2014(10).