配電線路的防雷對策及效果

郭松

國網(wǎng)湖南省電力有限公司常德市西湖供電分公司 湖南常德 415921

1 配電線路防雷對策的重要意義

由于我國特殊的地理環(huán)境和氣候，使得雷雨天氣相對較多，閃電活動(dòng)頻率較高。一般來說，配電線路都是在郊外地區(qū)，很容易受到環(huán)境和氣候的影響，如果經(jīng)常出現(xiàn)雷雨天氣，就可能會(huì)對配電線路產(chǎn)生破壞，導(dǎo)致配電線路遭雷擊，從而影響電網(wǎng)的安全。再加上，如今人們對電力的需求在不斷增加，配電線路日益復(fù)雜，其規(guī)模也在逐漸擴(kuò)大，這就在一定程度上提高了雷擊的概率。一旦出現(xiàn)配電線路遭雷擊的情況，電壓就會(huì)高于相應(yīng)的絕緣體，電網(wǎng)中的設(shè)備會(huì)出現(xiàn)跳閘，嚴(yán)重的還會(huì)造成觸電、火災(zāi)等事故，對人們的生活和安全帶來巨大的影響。因此，配電線路的防雷設(shè)計(jì)對于配電網(wǎng)的安全運(yùn)行有著非常重要的意義，它是保證電網(wǎng)正常運(yùn)行的前提，應(yīng)該引起足夠的重視。

2 雷擊電壓的種類

2.1 直接形式的雷擊電壓

直接形式的雷擊電壓，實(shí)際上就是指帶電的云層直接對配電線路進(jìn)行攻擊，這種雷擊電流會(huì)在它所攻擊的電力設(shè)備中潛伏一段時(shí)間，然后流向地面，對相關(guān)的設(shè)備產(chǎn)生破壞。但一般來說，直接形式的雷擊電壓發(fā)生的幾率并不高，日常生活中也比較少見。

2.2 感應(yīng)形式的雷擊電壓

在雷擊類型中，感應(yīng)形式的雷擊是比較常見的。感應(yīng)形式雷擊電壓主要是指，在帶電云層放完電之后，配電線路中的負(fù)電荷會(huì)朝著兩側(cè)移動(dòng)，正電荷會(huì)朝著電場四面移動(dòng)，移動(dòng)的過程中會(huì)逐漸轉(zhuǎn)化為束縛電荷。在這種情況下，如果說雷云正在放電的狀態(tài)下，負(fù)電荷就會(huì)中和，減小對正電荷的束縛，并形成電壓波朝著兩側(cè)移動(dòng)，最終形成一種靜電感應(yīng)電壓。雷云在釋放電荷的時(shí)候，會(huì)慢慢形成一個(gè)巨大的磁場，其中磁力線在經(jīng)過地面和配電線路的過程中，會(huì)形成電磁感應(yīng)電壓。當(dāng)這里產(chǎn)生的電磁感應(yīng)電壓和前面的經(jīng)典感應(yīng)電壓向接觸并融合，就會(huì)造成感應(yīng)形式的雷擊電壓。由于感應(yīng)雷擊電壓的幅值大大的高于電力設(shè)備的電壓，因此發(fā)生雷擊的概率就比較大。

3 配電線路的防雷措施

3.1 設(shè)置避雷線等避雷裝置

在當(dāng)前我們常用的110kv配電線路中，避雷線的應(yīng)用具有相當(dāng)重要的意義，它的防雷效果是巨大的，能夠?qū)ε潆娋€路中的絕緣層進(jìn)行強(qiáng)有力的保護(hù)。避雷線的防雷原理主要是：設(shè)定一個(gè)沖擊系數(shù)α，將沖擊系數(shù)置于避雷線之中，將配電線路中的導(dǎo)線進(jìn)行絕緣處理，這樣既使雷擊生成了感應(yīng)電壓，它也比避雷線中的電壓小，這就可以有效的將感應(yīng)電壓進(jìn)行分離，避免其遭受感應(yīng)雷擊電壓，從而保護(hù)配電電路中的絕緣層不受損壞。但相對來說，避雷線的安裝也具有一定的缺陷，就是成本太高，因此避雷線一般只用于比較開闊的地區(qū)。而且，如果地理?xiàng)l件較差，避雷線反而會(huì)形成反作用，無法起到避雷效果。

3.2 降低接地電阻

避雷器在發(fā)揮作用的過程中，會(huì)受到接地電阻的影響，如果單獨(dú)使用架空地線，則不會(huì)受到接地電阻的影響。下面我們來分析單獨(dú)使用避雷器、單獨(dú)使用架空地線以及兩者一起使用時(shí)，接地電阻分別會(huì)對其產(chǎn)生怎樣的影響，如圖1所示：

圖1 接地電阻對避雷裝置抑制感應(yīng)雷電壓的影響

從以上可以看出，除了單獨(dú)使用架空地線之外，接地電阻對其他避雷方式的避雷效果是有影響的，然而，單獨(dú)安裝架空地線并不是適用于所有的環(huán)境，因此，最好的方法就是降低接地電阻。降低接地電阻的方式主要有：（1）合理利用降阻劑，可以在水平接地體周圍設(shè)置相應(yīng)的降阻劑來降低桿塔的接地電阻；（2）可延長水平接地體，不過這種方法比較難以達(dá)到目標(biāo)值，因此并不常用；（3）采用垂直接地極的方法，在安裝防雷設(shè)備的時(shí)候，可以在線下設(shè)置相應(yīng)的深孔，然后將垂直接地極引入到深孔中，由于深層土的電阻率較低，因此能夠達(dá)到降低接地電阻的目的，在幾種方法之中，垂直接地極是最常用的方法，避雷效果也較好。

3.3 做好電氣設(shè)備的維護(hù)

由于雷電天氣的環(huán)境下，戶外廣闊地區(qū)的配電線路容易遭到雷擊的傷害，在雷云放電的時(shí)候，電氣設(shè)備的周邊會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)，這種電磁感應(yīng)對設(shè)備的運(yùn)行會(huì)有很大的影響，干擾器正常運(yùn)行和工作，嚴(yán)重時(shí)還可能損壞設(shè)備，引起線路發(fā)生故障。因此，在這個(gè)過程中一定要注重對設(shè)備的維護(hù)。對此，可以通過接地防雷等方式來降低雷擊的幾率，將雷擊放電與大地相連接再在低壓處設(shè)置相應(yīng)的避雷器，這就和原本的防雷系統(tǒng)形成一個(gè)中性點(diǎn)，達(dá)到穩(wěn)定接地的狀態(tài)，從而避免設(shè)備遭到雷擊。但在實(shí)際防雷過程中，企業(yè)還是要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蚝偷乩憝h(huán)境，以及電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，來針對性地?cái)M定防雷措施，選擇適合的裝置和方法，以保證防雷效果得到有效的發(fā)揮，保障電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。

3.4 設(shè)置相應(yīng)的絕緣設(shè)備

總的來說，配電線路遭到雷擊的主要原因在于，配電線路的絕緣效果不夠強(qiáng)，因此，要降低被雷擊的概率，需要提高絕緣層的絕緣效果。首先，在設(shè)置中需要選擇不平衡的絕緣方式，然后對配電線路的電壓變化進(jìn)行轉(zhuǎn)變，使其形成高性能的絕緣子，增強(qiáng)配電線路的防雷作用。此外，一定要使用具有絕緣性的塔頭和橫擔(dān)，以確保電路設(shè)備的安全，相對而言，橫擔(dān)形式的絕緣裝置比起鐵橫擔(dān)裝置的絕緣性更高，這就大大的提升了配電線路的絕緣能力，保證了整個(gè)配電線路的安全。

4 結(jié)語

對于整個(gè)電力系統(tǒng)來說，配電線路是最主要的部分，它的安全和穩(wěn)定直接影響著電力系統(tǒng)的運(yùn)行，因此，維護(hù)好配電線路的安全對電力系統(tǒng)的運(yùn)行有著十分重要的意義。但相對而言，配電線路由于其特殊的條件和特點(diǎn)，容易在雷雨天氣遭到雷擊，對設(shè)備產(chǎn)生影響，因此，配電線路的防雷措施顯得尤為重要。在具體采取防雷措施的過程中，要結(jié)合各方面的因素，分析引起雷擊的具體原因，然后根據(jù)自身的情況和環(huán)境來找到最好的解決方案，以最大限度地提升配電線路防雷效果，保證電力系統(tǒng)的安全。