淺談農(nóng)村配電網(wǎng)防雷保護(hù)措施

張熊生

摘 要：隨著10kV配網(wǎng)線路絕緣化及自動(dòng)化程度的提高，配網(wǎng)線路及設(shè)備遭受雷害的幾率有所增加，嚴(yán)重影響了配網(wǎng)線路運(yùn)行可靠性。本文首先對(duì)雷電產(chǎn)生的損害進(jìn)行了闡述，隨后對(duì)配網(wǎng)線路中常見(jiàn)的幾種雷害事故進(jìn)行了分析，最后針對(duì)性的提出了多種科學(xué)有效的防雷保護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村配電網(wǎng)；防雷；措施

農(nóng)村的配電網(wǎng)是由10kV配電網(wǎng)和0.4kV用電網(wǎng)組成，配置設(shè)備絕緣性能較為低級(jí)，因此在雷雨災(zāi)害多發(fā)的季節(jié)和時(shí)節(jié)，廣大農(nóng)村的配電網(wǎng)會(huì)因?yàn)槔纂姷膿p害造成事故，輕則用戶大面積停電，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)不便，同時(shí)也影響人民的正常生活。重則發(fā)生重大火災(zāi)等重大事故，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失、威脅人身安全。

一、 配網(wǎng)線路中多種雷害事故的分析

與35kV以上電壓等級(jí)的輸電線路相比，配網(wǎng)線路的防雷水平較低，加上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備多樣等自身特點(diǎn)，使配網(wǎng)線路更易受到雷擊的損害，其中典型的雷害事故有以下幾種：

1.1架空絕緣線路雷擊斷線事故

新建線路和改造線路普遍采用絕緣導(dǎo)線，但是雷擊斷線事故發(fā)生率也大大超過(guò)了裸導(dǎo)線，主要原因?yàn)榻^緣導(dǎo)線遭受雷擊時(shí)，被擊穿部位的導(dǎo)線絕緣層處成針孔狀，巨大的工頻短路電流不斷的流過(guò)針孔處，而絕緣層的存在使短路電流的弧根移動(dòng)受阻，只能集中在針孔處燃燒，導(dǎo)致絕緣導(dǎo)線極易在雷擊處被燒斷。

1.2變壓器雷擊事故

變壓器雷擊事故的發(fā)生頻率較高，以福建寧化為例，每年的七月、八月為該地的雷雨多發(fā)天氣，也是每年變壓器雷擊事故的高發(fā)期，總結(jié)2014年和2015年兩年來(lái)的事故原因，主要有以下幾條：一個(gè)是由于閩西北山區(qū)丘陵地帶，避雷器受潮老化嚴(yán)重，致使絕緣程度受損；第二個(gè)原因是避雷器在變壓器上的安裝不規(guī)范，大部分變壓器只在高壓側(cè)裝設(shè)避雷器，而沒(méi)有在低壓側(cè)裝設(shè)，當(dāng)變壓器高壓側(cè)線路遭受雷擊時(shí)，雷電流產(chǎn)生的感應(yīng)電壓極易導(dǎo)致變壓器中性點(diǎn)擊穿而損害變壓器。

1.3其他配電設(shè)備雷擊事故

配電設(shè)備遭受雷擊的原因主要有接地電阻不合格，接地引線連接不規(guī)范，避雷器安裝不規(guī)范等。以福建寧化為例，由于地處山區(qū)，地下土壤電阻率較高，而接地裝置大都為扁鋼和圓鋼，接地鐵氧化腐蝕嚴(yán)重，經(jīng)每年定期測(cè)量發(fā)現(xiàn)，舊設(shè)備接地電阻值不合格率偏高。再有，接地引線與配電設(shè)備或與接地裝置連接不夠可靠，有時(shí)多個(gè)設(shè)備接地引線使用一個(gè)接線頭，或者接地線與被保護(hù)設(shè)備外殼未有效連接。另外由于近年來(lái)配網(wǎng)自動(dòng)化程度提高，新建配網(wǎng)線路大多要裝設(shè)分段開(kāi)關(guān)和聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，然而許多開(kāi)關(guān)只在一側(cè)安裝避雷器，另一側(cè)則沒(méi)有防雷措施，一旦線路遭受雷害將極易產(chǎn)生開(kāi)路反射危害開(kāi)關(guān)和刀閘。

二、配網(wǎng)線路防雷保護(hù)措施

防雷裝置一般包括接閃器、避雷器、接地引下線、接地裝置四部分組成。配網(wǎng)能有效防雷需保證避雷器具有較好的伏安特性；接地通道良好，接地引下線要在極短的時(shí)間內(nèi)將雷電能量泄入大地；接地裝置的接地電阻越小，雷擊時(shí)設(shè)備上的殘壓就越小。在此針對(duì)防雷裝置的組成部分談?wù)勔韵聨追N防雷措施：

2.1加裝防雷柱式絕緣子

與普通針式絕緣子不同，該類(lèi)絕緣子裝有引弧叉并且通過(guò)螺栓與絕緣子上端金具緊密相連，另一端為放電端，與安裝在絕緣子下端金具上的接地電極形成一個(gè)放電間隙。正常狀態(tài)下，防雷絕緣子的放電間隙不動(dòng)作，只有超過(guò)規(guī)定雷電過(guò)電壓出現(xiàn)時(shí)，引弧叉與接地電極的間隙才能被擊穿，接續(xù)的工頻電弧便在線夾的引弧叉上燃燒，釋放過(guò)電壓能量，以保護(hù)導(dǎo)線免于燒傷。建議安裝時(shí)每3基左右電桿加1處接地，采用穿刺型絕緣子可降低了對(duì)導(dǎo)線的損傷且便于施工。

2.2加裝過(guò)電壓保護(hù)器

該類(lèi)保護(hù)器為有串聯(lián)間隙金屬氧化物避雷器，由避雷器本體和放電間隙組成。保護(hù)器與10kV線路柱式絕緣子并聯(lián)安裝，架空絕緣線與過(guò)電壓保護(hù)器的引弧環(huán)組成空氣間隙。正常工作狀態(tài)時(shí)，間隙起隔離作用，把避雷器本體與系統(tǒng)隔開(kāi)，使避雷器本體不承受輸電線路工頻持續(xù)運(yùn)行電壓及系統(tǒng)出現(xiàn)的操作過(guò)電壓沖擊。當(dāng)線路遭遇雷擊時(shí)，由于保護(hù)器伏秒特性低于線路絕緣子的伏秒特性，保護(hù)器串聯(lián)間隙優(yōu)先放電，避雷器本體發(fā)揮作用，限制雷電過(guò)電壓幅值，并切斷工頻續(xù)流，避免絕緣線遭遇雷擊后斷線。建議安裝時(shí)，每基直線桿安裝3只，并帶有接地裝置。

2.3采用防雷導(dǎo)線耐張串

與普通耐張串不同的是，該類(lèi)耐張串絕緣子近線夾端裝有放電金具用于定位雷電閃絡(luò)路徑和固定工頻電弧燒灼點(diǎn)，在絕緣子另一端裝有引弧金具組成固定式放電間隙，在系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)起到均勻電場(chǎng)、遭受雷擊過(guò)電壓時(shí)起到釋放雷電流而間隙不變的作用。安裝時(shí)建議每基耐張桿安裝6只，并帶有接地裝置。

2.4正確選擇和安裝避雷器

避雷器的安裝對(duì)配網(wǎng)線路的防雷起著舉足輕重的作用，然而在避雷器的選型和安裝上往往存在著或多或少的問(wèn)題。目前最為成熟和常用的是氧化鋅避雷器，該類(lèi)避雷器具有良好的非線性伏安特性、電氣絕緣性能好、介電強(qiáng)度高、抗漏痕、抗電蝕等優(yōu)點(diǎn)。安裝方式上，建議在配電變壓器高壓和低壓側(cè)、在柱上分段開(kāi)關(guān)和聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)刀閘兩側(cè)同時(shí)安裝避雷器，最大限度的保護(hù)配網(wǎng)電氣設(shè)備。

2.5裝設(shè)避雷線和避雷針

如果資金充裕，可在雷害事故高發(fā)地段的配電線路上架設(shè)避雷線或安裝避雷針，由于避雷針的保護(hù)范圍較小，建議效仿35kV線路，在桿塔頂端架設(shè)一根鋼絞線，并安裝接地裝置，可有效保護(hù)線路免受雷害。

2.6采用新型接地材料

當(dāng)前，石墨接地體已經(jīng)廣泛興起，它是近幾年在接地工程中最常用的科學(xué)辦法。與傳統(tǒng)的扁鋼、圓鋼、角鋼、銅棒等接地材料相比，石墨型接地體具有降阻效率高、接地電阻穩(wěn)定、減少地電位反擊、使用壽命長(zhǎng)、抗腐蝕、無(wú)毒環(huán)保、施工安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。以永寧高速寧化收費(fèi)站配電室為例，在實(shí)際應(yīng)用中我們發(fā)現(xiàn)，被石墨接地模塊包裹的金屬電極可以隔絕土壤中的氧和水分與接地極的接觸，從而大大降低金屬電極的腐蝕速度，尤其是在鹽堿土壤中使用，其效果更為明顯。經(jīng)開(kāi)挖試驗(yàn)證明，接地體表面形成鋼灰色的鈍化膜，接地體無(wú)腐蝕跡象，并且鈍化膜有進(jìn)一步保護(hù)接地體免遭腐蝕的作用。

2.7加強(qiáng)對(duì)避雷器、接地裝置的巡視維護(hù)

每年需定期對(duì)避雷器進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，對(duì)不合格的避雷器要及時(shí)更換，對(duì)接地電阻要堅(jiān)持定期測(cè)量，對(duì)接地電阻值大于10歐的接地裝置及時(shí)給予更換，另外要加強(qiáng)對(duì)變壓器和配電設(shè)備的接地引線的日常巡視，發(fā)現(xiàn)缺陷要及時(shí)消除。特別是在日常維護(hù)和檢修時(shí)忽略的接地通道，是否存在接地引下線線徑小，接地通道接觸不良等問(wèn)題。

三、結(jié)束語(yǔ)

配網(wǎng)線路的防雷保護(hù)需采用多方位綜合治理措施，各地需根據(jù)自己的自然條件和經(jīng)濟(jì)能力制定出適合自己的治理措施，從技術(shù)上不斷創(chuàng)新整合，從管理上杜絕人為因素造成的雷事故。

參考文獻(xiàn)：

[1]配電變壓器防雷措施的探討 《國(guó)外煤炭》2007年06期

[2]農(nóng)網(wǎng)配電臺(tái)區(qū)防雷分析 《農(nóng)村電工》2007年07期