配電網(wǎng)防雷保護的分析與研究

【摘要】筆者所在防雷設(shè)施檢測所通過對各級供電局走訪調(diào)查，發(fā)現(xiàn)一般的配電網(wǎng)具有較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，絕緣防患措施低下，容易受到雷擊，對設(shè)備的線路形成一定程度的損害，并且雷電事故的突然發(fā)生還容易造成長時間的停電和巨大的經(jīng)濟損失。本文分析配電網(wǎng)的雷害事故發(fā)生的原因，總結(jié)了可能的影響因素，提出一些有效的防護措施，并且根據(jù)實際情況對配電網(wǎng)雷電防護的措施進行分析改造，從思想上、管理上、行動上重視配電網(wǎng)的防雷保護，提高配電網(wǎng)的安全水平。

【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng)；防雷保護；保護措施

一、配電網(wǎng)的防雷現(xiàn)狀

據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有些10kV的配電網(wǎng)沒有避雷的防護設(shè)備，線路絕緣水平較低，容易受到直擊雷和感應(yīng)雷的危害，數(shù)據(jù)表明在貴州、四川等地中配電網(wǎng)因為雷擊而發(fā)生跳閘的幾率在70%以上，而容易發(fā)生雷擊的地區(qū)多在土壤電阻率較高、地形較偏遠、多雨季等。

二、配電網(wǎng)雷害事故的主要原因

由于配電網(wǎng)中配電線路的絕緣能力較低，在遭遇到雷電天氣中的直擊雷和感應(yīng)雷時容易造成線路斷閘。所以分析并了解配電網(wǎng)中變壓器遭受雷擊損壞的原因，并采取一定的預(yù)防措施是十分有必要的。

1、配電變壓器的過電壓

據(jù)研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)正逆變換過電壓是引起配電網(wǎng)雷害事故的主要原因。

1）影響逆變換過電壓幅值大小的因素

逆變換過電壓是當避雷器上流過大量的沖擊電流時，生產(chǎn)較大的壓降，當?shù)蛪郝肪€較長的時候，在中性點電位作用下，低壓繞組流過較高的電流，將絕緣擊穿。

影響因素如下：

（1）進波方式。高壓三相波進的方式所引起的逆變換電壓要高于單相或兩相波進引起的電壓。

（2）雷電流的大小。逆變換過電壓與流經(jīng)避雷器高壓側(cè)的雷電流的強度有一定的關(guān)系，也就是說逆變換過電壓的大小與高壓進線的絕緣水平成正比。

（3）接地電阻的大小。接地電阻越小，流過低壓繞組的雷電流越小，逆變換過電壓幅值就越低。

2）影響正變換過電壓幅值大小的因素

正變換過電壓是雷電流從低壓端流入時，變壓器低壓繞組中產(chǎn)生沖擊電流，這個沖擊電流會在高壓繞組上產(chǎn)生電動勢，提高中性點的電位。

（1）進波方式。低壓三相進波的方式所引起的正變換電壓要高于單相或兩相進波引起的電壓，但是低壓線路的絕緣水平較低。

（2）進波波長。過電壓的大小與沖擊波的波長是成正比的關(guān)系，即波長越長，振蕩的就越充分，過電壓也就越高，當波長太短使，使振蕩過程經(jīng)行的不充分，過電壓也就相應(yīng)的偏低。

（3）低壓進波幅值。與低壓線路的絕緣水平有關(guān)，絕緣水平越高，高壓一側(cè)的感應(yīng)電動勢也就越大。

2、其他關(guān)于配電網(wǎng)變壓器雷擊損壞的原因

（1）避雷裝置接地電阻偏高。當雷電流經(jīng)過避雷器流進接地電阻的時候，會在變壓器外殼上產(chǎn)生一定的電位差，如果避雷器接地電阻較高，則就會產(chǎn)生較大的電位差，從而造成變壓器絕緣體的損壞。

（2）沒有及時檢測出損壞的避雷器。避雷器損壞后沒有及時檢出，當遇上雷雨天氣就相當于配電網(wǎng)的變壓器沒有保護措施，暴露在雷電之下，雷電流非常容易侵入而燒損變壓器。

（3）雷電流的突然變大使變壓器損壞。避雷器的殘壓是雷電流幅度的函數(shù)，它的陡度對閥片上的電壓影響很大。

三、配電網(wǎng)防雷保護措施

1、采用絕緣導(dǎo)線的防雷措施

根據(jù)調(diào)查的雷害情況來看，絕緣導(dǎo)線的功能主要是防止雷害把電線擊斷。絕緣導(dǎo)線可以預(yù)防雷電把電線擊斷的原理是“堵塞”和“疏導(dǎo)”。“疏導(dǎo)”是將存在于絕緣子附近的絕緣導(dǎo)線部分裸線化，把工頻電弧的弧根轉(zhuǎn)移開來，從而保護導(dǎo)線，使導(dǎo)線免于被燒斷?！岸氯笔亲柚估讚糸W絡(luò)后工頻續(xù)流起弧的過程。

2、在配電器低壓側(cè)裝避雷裝置

正逆變化過電壓下的層間梯度和匝數(shù)為正比，并且還與匝的分布有一定的關(guān)聯(lián)，其中末端損壞的危險最大，而在變壓器低壓處加上避雷裝置可以將電壓控制在一定的范圍之中，有效防范雷電事故。

3、降低接地電阻，縮短接地引線

避雷器上的電壓分為三個部分：一、只與避雷器本事的特性有關(guān)的殘壓，根據(jù)這個特性，我們在選擇避雷器的時候可以選擇殘壓值較小的避雷器來降低這個值；二、經(jīng)由避雷器要流入地下的雷電流，我們都知道，電壓與電阻成正比，所以當雷電流通過避雷器流入地下使，可以降低接地電阻來減小這一部分的電壓；三、這一部分電壓是由于接地引線自身所帶的電流感應(yīng)而帶來的壓降。這三部分的電壓的總和就是作用在變電器高壓一側(cè)的總電壓。

4、采用Z型接線方式大的變壓器

配電變壓器內(nèi)部采用Z型的接線方法的作用是用來限制正逆變化過電位。Z型接線法是采用曲折星形的接線方法，把為一段繞組平均分為二段相同的半繞組。再兩個鐵芯柱上的半繞組相反地串聯(lián)起來，組成一個新的繞組，這種繞組的沖擊零序阻抗很小，在變電器的高壓側(cè)中幾乎沒有正、逆變換過電壓。

結(jié)語

研究配電網(wǎng)防雷的保護對電網(wǎng)的安全運行有著很大的作用。一直以來雷擊引起的輸電線路中短路、跳閘等事故都極大的威脅著電網(wǎng)安全而正常的運行。改進并完善對雷害的防患措施是十分有必要的。

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