討論防雷技術(shù)在輸配電線(xiàn)路上的應(yīng)用

劉偉 黃超杰

摘要：雷擊是所有非人為因素影響輸配電線(xiàn)路正常工作的形式中最主要的一種，因?yàn)樗泻艽蟮耐安淮_定性，所以如果在輸配電線(xiàn)路上沒(méi)有任何有效的防雷設(shè)計(jì)，那么雷擊極有可能給輸配電線(xiàn)路帶來(lái)?yè)p害。當(dāng)有雷雨天氣的時(shí)候，通過(guò)磁場(chǎng)的作用，就會(huì)發(fā)生雷擊事件，給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了不便。為了更好地發(fā)揮輸配電線(xiàn)路傳輸電的作用，防雷技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：防雷；輸配電線(xiàn)；應(yīng)用分析；防護(hù)措施

前言

中國(guó)目前大部分地區(qū)的輸配電線(xiàn)路有極大的潛在危險(xiǎn)，如輸配電線(xiàn)路的桿塔通常比地面高出了十米至數(shù)十米，并且大面積存在于高山和荒野等空闊處，這些方面往往會(huì)增大輸配電線(xiàn)路遭受雷擊的可能性。截止目前，中國(guó)總體的電路故障中因雷擊原因造成電路故障是27.6%，所以為了從根本上解決雷擊對(duì)輸配電線(xiàn)路造成的危害，在輸配電線(xiàn)路中加上有效的防雷設(shè)計(jì)是非常必要的，這樣才可以減少因雷擊帶來(lái)的損失，從而保障了人們的人身安全。

一、輸配電線(xiàn)路防雷保護(hù)的重要性

雷電災(zāi)害是對(duì)我國(guó)電路網(wǎng)絡(luò)影響比較大的自然災(zāi)害之一，尤其是在沿海地區(qū)以及山區(qū)等地，自然雷電發(fā)生的頻率比其他地區(qū)要高很多，很容易發(fā)生輸配電線(xiàn)路遭受雷電災(zāi)害襲擊的事件。尤其是低電壓的輸配電網(wǎng)，比如10KV輸配電網(wǎng)等，嚴(yán)重影響著我國(guó)配電網(wǎng)的電力資源輸送的安全性與穩(wěn)定性，給用戶(hù)的日常生活與工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)較大的困擾。所以，對(duì)配電線(xiàn)路運(yùn)行過(guò)程中遭受的雷電災(zāi)害發(fā)生的原因進(jìn)行分析，針對(duì)性的研究輸配電線(xiàn)路防雷保護(hù)措施是非常必要的。基于對(duì)以往輸配電線(xiàn)路受雷電災(zāi)害襲擊的案例分析，總結(jié)發(fā)現(xiàn)配電線(xiàn)路中的事故頻發(fā)的原因主要是由于感應(yīng)雷電過(guò)電壓造成的，并且配電線(xiàn)路中本身的絕緣水平也在很大程度上影響著配電線(xiàn)路的防雷水平。架空絕緣導(dǎo)線(xiàn)雷擊斷線(xiàn)的事故發(fā)生頻率越來(lái)越高，目前我國(guó)電網(wǎng)中輸配電線(xiàn)路的防雷保護(hù)措施還有待進(jìn)一步完善，因此從整體上來(lái)講，我國(guó)輸配電線(xiàn)路中的防雷保護(hù)問(wèn)題還比較嚴(yán)峻。

二、雷擊產(chǎn)生的原因

雷擊是一種自然現(xiàn)象，它能釋放出巨大的能量、具有極強(qiáng)大的破壞能力。在電力系統(tǒng)中中，由于雷電流通過(guò)電力設(shè)備而導(dǎo)致危及絕緣的電壓升高，也稱(chēng)為大氣過(guò)電壓。它分為直擊雷過(guò)電壓和感應(yīng)過(guò)電壓。直擊雷過(guò)電壓是由雷擊時(shí)流經(jīng)被擊物的雷電流造成的。當(dāng)雷電放電路徑不經(jīng)過(guò)防雷保護(hù)裝置時(shí)，放電過(guò)程中產(chǎn)生強(qiáng)大的瞬變電磁場(chǎng)在附近的導(dǎo)體中感應(yīng)到強(qiáng)大的電磁脈沖，稱(chēng)感應(yīng)雷。感應(yīng)雷可通過(guò)兩種不同的感應(yīng)方式侵入導(dǎo)體。一種是在雷云中電荷積聚時(shí)，附近導(dǎo)體會(huì)感應(yīng)相反的電荷，當(dāng)雷擊放電時(shí)，雷云中電荷迅速釋放，而導(dǎo)體中的靜電荷在失去雷云電場(chǎng)束縛后也會(huì)沿導(dǎo)體流動(dòng)尋找釋放通道，就會(huì)在電路中形成靜電感應(yīng)，其次是在雷云放電時(shí)，迅速變化的雷電流在其周?chē)a(chǎn)生強(qiáng)大的瞬變電磁場(chǎng)，附近的導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生很高的感生電動(dòng)勢(shì)，在電路中形成電磁感應(yīng)，感應(yīng)雷沿導(dǎo)體傳播，損壞線(xiàn)路中的設(shè)備。

三、防雷技術(shù)的應(yīng)用

1、降低桿塔接地電阻。輸配電線(xiàn)路的防雷水平通常因桿塔接的地電阻增加而有所降低，效果不錯(cuò)。實(shí)現(xiàn)了有效地防雷，目前，桿塔均設(shè)接地極。降低桿塔接地電阻方法有：一充分利用架空線(xiàn)路，進(jìn)行自然接地；二外進(jìn)引接地的裝置；三進(jìn)行深埋式接地極；四填充電阻率很低的物質(zhì)。截止到目前，大量的輸配電線(xiàn)路已改造成新型的石墨屬來(lái)接地。實(shí)際測(cè)試后對(duì)比，同土壤的電阻率，使用石墨接地極，接地電阻比傳統(tǒng)的接地極、接地網(wǎng)小了4～6Ω，從而有效使桿塔的接地電阻降低。

2、安裝輸配電線(xiàn)路的避雷器。目前避雷器常是氧化鋅式，又分為串聯(lián)的間隙型、串聯(lián)的無(wú)間隙型。串聯(lián)的間隙復(fù)合外套氧化鋅式的避雷器，不承擔(dān)工頻電壓的作用，只有發(fā)生雷電過(guò)電壓的時(shí)候，在串聯(lián)間隙動(dòng)作后，避雷器依然在工作，電阻片荷電率較高，發(fā)生雷電沖擊的殘壓就會(huì)降低，具有可靠高、運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)。無(wú)串聯(lián)間隙型式的避雷器能直接相連于導(dǎo)線(xiàn)相連，可以保護(hù)絕緣子串。其實(shí)就是發(fā)揮氧化鋅電阻片非線(xiàn)性的作用，與帶串聯(lián)間隙型比較有能量可靠、吸收沖擊和無(wú)分散性、無(wú)放電延時(shí)等優(yōu)點(diǎn)。

3、全線(xiàn)架設(shè)避雷線(xiàn)。輸配電線(xiàn)路的防雷措施，基礎(chǔ)為架設(shè)避雷線(xiàn)，因?yàn)楸芾拙€(xiàn)可以降低輸配電線(xiàn)路絕緣能承受過(guò)電壓的幅值范圍。雷電在輸配電線(xiàn)路上直擊時(shí)，避雷線(xiàn)就會(huì)把雷電流引到大地上，因接地電阻值有不同的大小，所以就會(huì)在桿塔頂上，造成不同等值的電位。雷云放電就會(huì)引起線(xiàn)路的感應(yīng)過(guò)電壓，感應(yīng)過(guò)電太Ug、主放電點(diǎn)的電流值I、掛線(xiàn)的高度hd是成正比的，與雷擊點(diǎn)間的距離是成反比的。

四、配電線(xiàn)路具體防雷保護(hù)措施

1、架空絕緣導(dǎo)線(xiàn)雷擊斷線(xiàn)防護(hù)措施。雷擊架空絕緣線(xiàn)路是造成輸配電線(xiàn)路斷線(xiàn)的常見(jiàn)故障之一，根據(jù)日常管理維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，對(duì)于雷擊架空絕緣線(xiàn)路的防護(hù)主要從兩個(gè)方面來(lái)實(shí)行，首先是強(qiáng)化線(xiàn)路局部的絕緣水平，在提高線(xiàn)路絕緣水平的同時(shí)要注意控制配電線(xiàn)路的施工成本，可以利用在架絕緣導(dǎo)線(xiàn)周邊加強(qiáng)局部絕緣性能的方法，比如在絕緣導(dǎo)線(xiàn)絕緣設(shè)計(jì)出增強(qiáng)絕緣材料，保證輸電線(xiàn)路不被擊穿，這種措施主要是對(duì)強(qiáng)化電力的沖擊放電電壓有效。還有一種比較傳統(tǒng)的方法就是安裝避雷設(shè)備進(jìn)行防護(hù)，在配電線(xiàn)路中安裝避雷設(shè)備是比較常見(jiàn)的防護(hù)措施，安裝避雷設(shè)備后，能夠?qū)芸战^緣線(xiàn)路起到較好的防雷保護(hù)，但是避雷設(shè)備的使用壽命不太長(zhǎng)，很容易老化失效，針對(duì)此類(lèi)現(xiàn)象可以選擇使用氧化鋅類(lèi)型的避雷設(shè)備，不要配電線(xiàn)路整體安裝避雷設(shè)備，只需要在容易受雷擊的部位或者是重要部位安裝避雷設(shè)備。

2、利用間隙與避雷器結(jié)合使用。利用間隙與避雷器結(jié)合使用的方法能夠有效地集合避雷器與并聯(lián)間隙的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)兩種方法的缺點(diǎn)。有上述分析過(guò)程可知，避雷器的安裝能夠在一定程度上有效的提高輸配電線(xiàn)路的防雷保護(hù)性能，但是避雷設(shè)備只能防護(hù)安裝避雷設(shè)備的輸電線(xiàn)路，不能起到整體的防護(hù)效果，如果在配電線(xiàn)路上整體安裝避雷器又不符合經(jīng)濟(jì)性原則。還有一種方法就是利用并聯(lián)間隙絕緣子來(lái)提高線(xiàn)路的防雷保護(hù)性能，根據(jù)日常經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，間隙電路的擊穿電壓要比輸配電線(xiàn)路以及其他電氣設(shè)備的電壓要低。輸配電線(xiàn)路在正常運(yùn)行中間隙絕緣子是處于完全絕緣狀態(tài)的，一旦產(chǎn)生雷電襲擊，間隙絕緣子就會(huì)被擊穿接地，線(xiàn)路中的電壓或者是用戶(hù)用電設(shè)備的電壓就會(huì)被降低，從而起到線(xiàn)路保護(hù)的作用。

3、強(qiáng)化電力防雷設(shè)備的運(yùn)行管理。線(xiàn)路防雷設(shè)備的日常運(yùn)行管理是輸配電線(xiàn)路中比較重要的一項(xiàng)工作，尤其是對(duì)于剛剛投入運(yùn)行的線(xiàn)路，要定期檢查電路中絕緣子的工作狀態(tài)，保證在電力資源輸送中配網(wǎng)線(xiàn)路保持良好的絕緣性能。加強(qiáng)線(xiàn)路中防雷設(shè)施的巡視工作，比如每隔一段時(shí)間就要進(jìn)行避雷器的絕緣電阻阻值測(cè)量以及工頻放電等。強(qiáng)化輸配電線(xiàn)路中防雷設(shè)施的運(yùn)行管理能夠有效降低輸配電線(xiàn)路因設(shè)備不完善而發(fā)生的不必要的損失。

結(jié)束語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，輸配電線(xiàn)路也愈來(lái)愈多，而隨之而來(lái)的雷擊引起的輸配電線(xiàn)路的電力故障也是很頻繁地發(fā)生，所以這就要求我們對(duì)雷擊輸配電線(xiàn)有著一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，只有對(duì)輸配電線(xiàn)的防雷設(shè)計(jì)有著深入的研究，這樣才能保證用戶(hù)能夠安全的用電，從而保證人們的生產(chǎn)生活中的人身安全和財(cái)產(chǎn)安全。

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