電力配電系統(tǒng)中的防雷與接地技術(shù)

李新輝

【摘 要】雷電是一種自然現(xiàn)象，隨意性很大。配電系統(tǒng)受雷電的危害是有目共睹的。為了避免直接和間接的重大經(jīng)濟(jì)損失，有必要對配電系統(tǒng)的防雷與接地技術(shù)進(jìn)行探討。因此筆者從雷電產(chǎn)生的原理以及雷電的破壞性出發(fā)，尋找避免雷擊事故的方法，從而保證線路和設(shè)備免遭雷擊。而良好的地接系統(tǒng)是配電系統(tǒng)免受雷擊的重要一環(huán)。

【關(guān)鍵詞】配電系統(tǒng)；防雷；接地技術(shù)

1 配電線路的防雷接地技術(shù)

1.1配電線路中的防雷接地技術(shù)

配電線路中同時也可以采取相應(yīng)的布設(shè)避雷器或者避雷線等和輸電線路同樣的防雷接地方案進(jìn)行防雷，然而不同的電壓級別或者電力線路的具體實(shí)施方案間還略有差異和各自優(yōu)點(diǎn)。那么我們在實(shí)際中應(yīng)該結(jié)合著電力系統(tǒng)中的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分析和建設(shè)，了解到10KV裸導(dǎo)線的電力線路是可使用布設(shè)的避雷線手段來確保實(shí)現(xiàn)防雷接地的根本目的，但是現(xiàn)階段這種方式的經(jīng)費(fèi)支出比較高并且施工中的阻礙因素比較多，所以僅選擇在部分的雷電活動頻率相對較高的地區(qū)布設(shè)這類避雷器，與此同時還應(yīng)該嚴(yán)格地落實(shí)桿塔接地的工作標(biāo)準(zhǔn)。10KV絕緣線線路，對于實(shí)際電力系統(tǒng)中的架空絕緣線現(xiàn)階段可采取如下的集中防雷技術(shù)：（1）可以安裝避雷線，這種手段的避雷效果也最好，但是其可行性與難度比較大，成本比較高。（2）提高電力線路中絕緣子的耐壓水平，把10KV 絕緣子改變?yōu)榉览捉^緣子就能夠?qū)⒑艽蟪潭壬嫌行У靥岣叻览姿?。?）在現(xiàn)實(shí)工作中的多雷區(qū)或按照相關(guān)檔距所安裝的線路避雷器，能夠有效地減少了雷擊斷線事故。（4）采用延長閃爍路徑的方式，這樣就導(dǎo)致電弧比較容易熄滅，在局部上增加了絕緣的強(qiáng)度，假如在相應(yīng)的導(dǎo)線和絕緣子的相連處加強(qiáng)了絕緣，或者采用了長閃爍的路徑避雷器等。（5）局部剝離其電力線路中的絕緣導(dǎo)線，這樣就導(dǎo)致局部成為了裸導(dǎo)線，進(jìn)一步確保電弧能夠在剝離的部分進(jìn)行滑動，而并不是某一固定的點(diǎn)上燒蝕，與此同時還可為今后的施工提供一個能夠掛線的地點(diǎn)。

1.2輸電線路中的防雷接地技術(shù)

落實(shí)好輸電線路中的防雷接地工作，就一定要首先結(jié)合著相關(guān)線路系統(tǒng)的運(yùn)行模式、負(fù)荷具體的性質(zhì)、電壓等級等各個方面來進(jìn)行全面、細(xì)致的考慮，與此同時還需要符合該地區(qū)的地形要求、雷電的強(qiáng)弱、土壤的電阻率等一些潛在的要求或者需求。通常情況下所選用的35KV線路不要選擇全線鋪設(shè)的避雷線形式，可以在其相關(guān)的變電所進(jìn)線端架區(qū)域中布設(shè)長度約為1km～2km的避雷線裝置，除此之外還要在較強(qiáng)的雷電活動范圍區(qū)域內(nèi)放置些金屬的氧化物避雷器或者布設(shè)相關(guān)的避雷線。110KV線路就需要全面布設(shè)好避雷線，在山區(qū)還需要使用雙避雷線的方式進(jìn)行避雷；假如這個地區(qū)每年的雷暴平均時間小于15 天，或雷電的活動強(qiáng)度相對較低，那么管理人員就可酌情不布設(shè)相關(guān)的避雷線。220KV線路同樣也應(yīng)該全程地布設(shè)避雷線并且同時采用雙避雷線的方式。在布設(shè)避雷線的過程中還需要特別關(guān)注將避雷線對邊導(dǎo)線的保護(hù)角角度應(yīng)該控制在20～30°間，另外一方面還需要嚴(yán)格地落實(shí)好桿塔接地工作的質(zhì)量。

1.3配電線路中的防雷接地技術(shù)

電力系統(tǒng)中的電纜因?yàn)槠渥陨淼慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)和其他的電氣設(shè)施想連接的要求，依據(jù)實(shí)際中不同的電壓等級應(yīng)該采取不同的防雷技術(shù)。對35KV及其以下的電壓等級設(shè)置相關(guān)的電力電纜，一般情況下應(yīng)該采取在電纜的終端頭附近安裝相應(yīng)的避雷器，與此同時再起終端頭的金屬屏蔽、鎧裝上一定要確保接地良好。對那些110KV及其之上的高壓電纜，在實(shí)際中相關(guān)的電力電纜遭受雷電的沖擊和電壓作用時，在其金屬護(hù)套不同的接地端或者交叉互互聯(lián)處就將會出現(xiàn)電壓，這種情況就可能會導(dǎo)致保護(hù)層的絕緣發(fā)生擊穿現(xiàn)象，應(yīng)該采取如下幾種保護(hù)技術(shù)：

（1）在電纜金屬的護(hù)套一端做好互聯(lián)接地，在其另一端接上保護(hù)器。（2）電纜的金屬護(hù)套進(jìn)行交叉互聯(lián)，保護(hù)器的Y接線或者△進(jìn)行接地。（3）電纜的金屬護(hù)套中一端進(jìn)行互聯(lián)接地并且加均壓線。（4）電纜的金屬護(hù)套其中一端進(jìn)行互聯(lián)接地并且加回流線

2 電力配電系統(tǒng)設(shè)備的防雷與接地

2.1 配電站所設(shè)備

配電站所主要利用避雷針和避雷器防雷。建筑物由頂部避雷帶、網(wǎng)狀接閃器、建筑物的梁、柱、樓板和四周墻體內(nèi)的主鋼筋作引下線，利用地下鋼筋混凝土基礎(chǔ)作為接地體。其次在配電站所的進(jìn)出線高壓開關(guān)柜上加裝避雷線也是防雷的主要措施。

2.2 計算機(jī)、通訊等自動化設(shè)備

在對計算機(jī)、通訊等自動化設(shè)備進(jìn)行防雷接地處理的過程中，設(shè)計人員要注意對上述設(shè)備位置、功能等進(jìn)行分析，依照建筑物的重要信息傳輸系統(tǒng)及設(shè)備接地要點(diǎn)對接地及防雷進(jìn)行合理設(shè)置。計算機(jī)、通訊等自動化設(shè)備的防雷與接地要盡量采取等電位方式與建筑物的接地網(wǎng)連接。對設(shè)備或建筑物中雷電風(fēng)險較高的地區(qū)可以適當(dāng)輔助避雷器裝置。

2.3 配變變壓器

在對配變變壓器進(jìn)行防雷處理的過程中，設(shè)計人員要根據(jù)配變變壓器多的各項操作及安全問題對低壓側(cè)避雷器進(jìn)行合理選取，建設(shè)完成避雷網(wǎng)絡(luò)及避雷體系。在低壓側(cè)安裝避雷器配變變壓器時要對聯(lián)合接地方式進(jìn)行合理選取，可以采取3點(diǎn)聯(lián)合方式對上述的各項變壓器控制內(nèi)容進(jìn)行確立，形成完善配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。但是在上述的操作過程中非常容易出現(xiàn)變壓器電壓過高導(dǎo)致的壓測繞組故障問題。因此，在對配變變壓器防雷處理時還要在低壓側(cè)加用避雷器。當(dāng)?shù)忘c(diǎn)位上升的過程中可以通過避雷器進(jìn)行放電，降低可能出現(xiàn)的線圈過壓現(xiàn)象，將高壓中性點(diǎn)過電壓限制在可承受范圍內(nèi)。

3 新型接地棒分析

3.1 傳統(tǒng)接地材料局限性

傳統(tǒng)電力配電系統(tǒng)的防雷與接地主要是通過鍍鋅角鋼實(shí)現(xiàn)，通過單點(diǎn)或兩點(diǎn)接地完成避雷操作，但是上述材料具有非常明顯的局限性，在很大程度上限制了電力配電系統(tǒng)的使用質(zhì)量及效果，其主要表現(xiàn)在：

3.1.1鍍鋅扁鋼的標(biāo)準(zhǔn)長度為2.5m，在部分土壤電阻過高的地方其阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過4歐姆，無法滿足國家標(biāo)準(zhǔn)需求。

3.1.2鍍鋅角鋼在使用的過程中截面面積較大，施工的過程中需要對工程進(jìn)行大面積開挖，可以在很大程度上造成路面損壞，導(dǎo)致安裝經(jīng)濟(jì)效益大大折扣。除此之外，鍍鋅角鋼在安裝的過程中操作難度較大，安裝周期較長，費(fèi)時費(fèi)力。

3.1.3鍍鋅角鋼在使用的過程中非常容易出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，這種現(xiàn)象直接造成鍍鋅角使用過程中出現(xiàn)斷裂的風(fēng)險上升，導(dǎo)致工程質(zhì)量大幅降低。除此之外，在上述狀況下截面腐蝕會在很大程度上降低鍍鋅角的導(dǎo)流能力，容易產(chǎn)生二次反擊事故。

3.2 銅鍍鋼接地體的優(yōu)點(diǎn)

銅鍍鋼接地體在使用的過程中接地棒埋入地下，主要通過螺紋連接器組裝成為任意的長度，這種接地體能夠在很大程度上降低接地電阻，確保電阻達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)接地要求。銅鍍鋼接地棒具有非常高的耐腐蝕性，開挖的過程中只需要開挖12cm*12cm表面，降低了開挖面積和公路翻修狀況，施工難度大幅降低。該接地棒接地面積非常小，安裝非常方面，最大限度降低了對路面的損壞狀況。

與此同時，在使用銅鍍鋼接地棒的過程中還可以鋼材的導(dǎo)電性，使用周期大幅上升，在很大程度上降低了維護(hù)費(fèi)用，從根本上滿足電力配電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)，達(dá)到了防腐和降低電阻的目的。

4 結(jié)語

在配電系統(tǒng)中的防雷和接地應(yīng)該全面從工程的設(shè)計環(huán)節(jié)就進(jìn)行認(rèn)真考慮，應(yīng)該依據(jù)作業(yè)中各地的具體情況，采取一切有效、可行的防雷技術(shù)和方案，選用那些質(zhì)量比較可靠的電氣設(shè)備與可靠性相對較高的防雷設(shè)備，與此同時還應(yīng)該真正地遵循等電位的根本原則，做好符合規(guī)定和要求的共用接地網(wǎng)裝置，綜合地考慮好防雷和接地，線路與設(shè)備才能夠有效地避免遭受到雷擊危害的可能性。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 黃小菊.淺談配電系統(tǒng)的防雷與接地問題[J].民營科技，2011

（作者單位：國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司大興安嶺供電公司）