配電網(wǎng)線路防雷系統(tǒng)的保護研究

劉彩娜

【摘 要】配電網(wǎng)的網(wǎng)絡具有結構復雜、絕緣水平較低等特點，所以配電網(wǎng)系統(tǒng)很容易遭受雷害，引起停電事故，從而導致巨大的經(jīng)濟損失。本文擬就電網(wǎng)防雷技術的原理及特點進行分析，并結合實際，提出適用于配電網(wǎng)防雷的技術方案。

【關鍵詞】配電網(wǎng) 防雷

【中圖分類號】TM863【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）02-0287-01

1、發(fā)展線路防雷技術的重要性

雷電是一種自然現(xiàn)象，它是由云層中的電子聚合引起的。自從地球形成以來，雷電就產(chǎn)生了。在人類社會發(fā)展的初期，雷電被賦予了神的身份，中外很多文化都有雷神的影子，比如希臘神話中的主神宙斯就可以制造閃電，北歐神話中的雷神索爾以及中國文化中的雷公電母。隨著人類知識的進步，漸漸認識到雷電的實質，剝?nèi)チ死纂娚砩仙衩氐耐庖?。社會發(fā)展到今天，人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了可以保護自身的生命財產(chǎn)免受雷電侵害的方式。但是即使是這樣，雷擊仍然對人類生活生產(chǎn)影響巨大。比如雷擊對供電網(wǎng)絡的安全運作就有巨大的影響。諸多輸電線路跳閘時間的發(fā)生就合雷電有莫大關系，可以不夸張的說，雷電是供電網(wǎng)絡的安全穩(wěn)定運行的極大的威脅。從電網(wǎng)故障分類統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，雷擊引起的電網(wǎng)故障占有很大比重。數(shù)據(jù)說明，發(fā)生在我國跳閘率較高的地區(qū)的高壓線路運行的總跳閘次數(shù)的統(tǒng)計當中，由雷擊引起跳閘的次數(shù)就占到了40%～70%，雷擊輸電線路引起的事故率在多雷、土壤電阻率高、地形復雜的地區(qū)則更加多；每一次雷擊閃絡都會對社會造成巨大經(jīng)濟損失，嚴重的可以造成電網(wǎng)大面積停電事故，更普遍的則是發(fā)生系統(tǒng)強擾動，另外還可能造成設備損壞、線路停運。就我國的情況來說，近年來由于自然和人為因素我國雷電活動加劇，由于快速的經(jīng)濟發(fā)展，城鄉(xiāng)用電量劇增，電網(wǎng)新增速度不斷加快，由于雷擊造成的電網(wǎng)事故及損失逐年呈上升趨勢。所以加強輸電線路的雷電防護，對于維護電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行有著十分重要的意義。

在通常的情況下，一年中幾十次雷擊會在長距離的架空輸電線路上發(fā)生，因此在電力系統(tǒng)總的雷電事故中雷擊事故占有特別大的比重。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，因為雷擊線路造成的跳閘事故占電網(wǎng)總事故的60%以上。輸電線路防雷保護的目的就是盡可能減少線路雷害事故的次數(shù)和損失。

2、線路防雷保護措施

對于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行是至關重要的是架空裸導線的防雷保護，因為架空裸導線在實際應用中有大量使用；在現(xiàn)場調查的研究說明，在電網(wǎng)中存在零值與劣值絕緣子，零值與劣值絕緣子的出現(xiàn)，極大的影響了配電網(wǎng)的耐雷可靠性和穩(wěn)定性。針對上述原因，我們提出一些預防架空導線的防雷保護措施：

2.1 架設避雷線：作為高壓輸電線路的最基本防雷措施架設避雷線主要為了防止導線被雷直擊導線。此外，避雷線對還可以分流雷電流，減小雷電流流入桿塔，從而使桿塔頂?shù)碾娢幌陆怠?/p>

另一個影響輸電線路耐雷性能的重要因素是保護角，對避雷線的保護角減小，就會降低輸電線路的繞擊率，從而降低輸電線路的繞擊的跳閘率。從理論上講，對避雷線保護角進行減小，有助于提高避雷線對導線的屏蔽性，在雷電流幅值相同的情況下，可以使導線的暴露距離減小，以及對可能發(fā)生的最大繞擊電流起到減小作用，這兩個因素使線路可以減小線路繞擊的跳閘率。

有以下幾種方法可以減小避雷線保護角：避雷線和導線高度不變，減小避雷線和導線之間的水平側向距離，使保護角減??；保持避雷線高度不變，通過增加絕緣子片數(shù)，降低導線掛線點高度來減小保護角，同時也增加了絕緣子串長度，提高了絕緣子串的耐受電壓；保持導線高度不變，通過增加避雷線的高度來減小保護角。

2.2 降低桿塔接地電阻降低桿塔接地電阻是提高線路耐雷水平，減少線路雷擊跳閘率的主要措施。降低桿塔接地電阻是通過降低桿塔的沖擊接地電阻來提高輸電線路反擊耐雷水平的一種防雷技術。降低桿塔接地電阻來降低輸電線路雷擊跳閘率的原理是：當桿塔接地電阻降低時，雷擊塔頂時，塔頂電位升高的程度降低，絕緣子所承受的過電壓程度也降低，從而使線路的反擊耐雷水平提高，從而有效的降低線路的雷擊跳閘率。降低桿塔接地電阻的方法主要分物理降阻和化學降阻：物理降阻包括延長接地體、深埋接地體、使用符合接地體等；化學降阻主要是指在接地體周圍敷設降阻劑，通過降低土壤電阻率來達到降低接地電阻的目的。

2.3 架設耦合地線架設耦合地線是指在雷害事故多發(fā)地區(qū)，在導線下方加設一條接地線，以提高線路的反擊耐雷水平，降低反擊跳閘率。架設耦合地線提高線路反擊耐雷水平的原理是：耦合地線可以增加分流作用，可以使雷電流易于通過鄰近桿塔的接地散流，從而降低塔頂電位。架設耦合地線根據(jù)架設的位置不同分兩類：直掛耦合地線，直接增設在線路導線下方的耦合地線；側面耦合地線，平行架設在線路兩側的耦合地線。

2.4 更換新型絕緣子以往工程中采用的絕緣子為瓷質絕緣子，當出現(xiàn)零值時無明顯特征反映，不易發(fā)現(xiàn)，導致絕緣子串耐壓水平降低，雷擊時易發(fā)生閃絡。把原來的瓷絕緣子換成玻璃絕緣子后，線路絕緣水平有所提高，閃絡事故得到了改善，因為玻璃鋼絕緣子失效表現(xiàn)為零值自破，玻璃鋼絕緣子的失效檢出率比瓷絕緣子的高很多，從而消除了零值絕緣子和劣質絕緣子，消除了線路的絕緣弱點，大大提高了線路絕緣水平，降低了絕緣子的雷擊閃絡概率。

2.5 安裝線路避雷器線路避雷器是在線路桿塔上安裝避雷器裝置，將其與線路絕緣子串并聯(lián)，提高安裝處線路的繞擊和反擊耐雷水平，并有效保護絕緣子不閃絡，降低雷擊跳閘率。避雷器提高耐雷水平原理是：線路安裝避雷器后，當雷電繞擊線路，絕緣子串兩端產(chǎn)生過電壓超過避雷器動作電壓時，避雷器動作，利用閥片的非線性伏安特性，限制避雷器殘壓低于線路絕緣子串的閃絡電壓。雷電流經(jīng)過避雷器泄放后，通過避雷器的工頻電流很低，工頻電弧在第一次過零時熄滅，線路兩端斷路器不會跳閘，系統(tǒng)恢復正常狀態(tài)。

3、總結

作為直接向廣大用戶供電的網(wǎng)絡配電線路十分重要，它的安全情況直接對人民群眾的神產(chǎn)生或產(chǎn)生巨大影響，對構建社會主義和諧社會有著巨大的危害，對建立資源節(jié)約型環(huán)境友好型的兩型社會也有不利影響。解決配電網(wǎng)的雷害問題任重而道遠，我們必須堅持從實際出發(fā)，因地制宜，具體情況具體分析，重點整治與綜合整治相結合，多方面全角度的保護配電網(wǎng)防雷系統(tǒng)工程。必須使防雷措施的形成足夠精確的防雷電、足夠規(guī)模的覆蓋面，多種措施并舉并力配合，才能夠使防雷措施真正見到成效。

參考文獻

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