配電線路過電壓保護探討

劉建存

摘要：近年來，由絕緣導(dǎo)線引起的雷擊和絕緣子擊穿事故在國內(nèi)外頻繁發(fā)生，對人身安全和經(jīng)濟狀況造成了很大影響。在城市用電方面，為避免分支、拋物線等對架空裸線路運行的影響，避免停電事故的發(fā)生，保證供電的連續(xù)性和可靠性，電網(wǎng)的應(yīng)用已改為架空絕緣線路。在這種情況下，由于線路被雷擊而造成線路跳閘的范圍大大減小。

關(guān)鍵詞：配電線路；過電壓；保護

導(dǎo)言：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進步，各種新技術(shù)、新設(shè)備得到了推廣應(yīng)用。在方便人民生活、促進社會發(fā)展的同時，也使社會對電能的需求不斷增加。隨著電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷完善，配電網(wǎng)的覆蓋范圍越來越廣，這也導(dǎo)致了配電網(wǎng)運行環(huán)境的復(fù)雜性。在配電網(wǎng)的運行過程中，容易受到各種因素的影響。電壓故障嚴(yán)重影響供電質(zhì)量和安全，需要電力工作者的重視和解決。

1配電線路中的過電壓問題

所謂過電壓，是指電力系統(tǒng)在特定條件下電壓超過預(yù)定的最大值的異常情況，屬于電力系統(tǒng)中的一種電磁干擾現(xiàn)象。過電壓產(chǎn)生的原因是多方面的，可分為內(nèi)部過電壓和外部過電壓。其中，內(nèi)部過電壓主要是由電力系統(tǒng)內(nèi)部運行方式的變化引起的，包括暫態(tài)過電壓、操作過電壓和諧振過電壓；外部過電壓又稱雷電過電壓或大氣過電壓，主要是由大氣中的雷暴對地放電引起的，它可分為直擊雷過電壓和感應(yīng)雷過電壓，對電力系統(tǒng)中的電力設(shè)備可能造成相應(yīng)的沖擊和損壞。特別是直擊雷過電壓，其幅值可達數(shù)百萬伏，會損壞電氣設(shè)備的絕緣部分，引起線路接地故障。因此，對于電力工作人員來說，必須重視配電線路的過電壓問題，采取相應(yīng)的過電壓保護措施，保證配電線路的安全穩(wěn)定運行，保證供電質(zhì)量。

2分析配電線路中的過電壓保護策略

2.1將線路絕緣強化

線路絕緣加固一般涉及成本問題和成本問題。從經(jīng)濟角度看，要加強線路絕緣水平，必須保證線路的正常運行，保證內(nèi)部電壓的基本要求。結(jié)合實際情況進行全面綜合分析。如果盲目提高線路絕緣水平，將會適得其反。因此，在加強線路絕緣能力的過程中，必須保證線路絕緣增強的有效性和合理性，并對各種因素進行全面細(xì)致的分析，以保證線路絕緣增強的有效性和合理性。例如，要提高線路中絕緣子串的實際沖擊絕緣強度，可以用木桿代替水泥桿，薄弱點可以提高木桿的實際絕緣性能，從而盡量避免使用鐵桿，避免雷擊過程中雷擊電流超過平均電場強度，從而維持木桿電弧。因此，有必要使用符合實際情況的木橫擔(dān)，以保證板材的平均電場強度滿足基本要求。只有這樣才能保證木桿線路的實際安全，不會發(fā)生雷擊跳閘問題。

2.2進行自動重合閘的安裝

雷擊后發(fā)生閃絡(luò)后，如果線路跳閘后線路絕緣子的絕緣性能恢復(fù)，必須在線路上有效地安裝自動重合閘。值得注意的是，自動重合閘裝置有一定的成功率，約為70%。為降低停電頻率，保證供電性能，在110kV雷電較少的地區(qū)可采用自動重合閘裝置。根據(jù)相關(guān)事件和數(shù)據(jù)，安裝單向自動重合閘可以有效利用中性點直接接地電網(wǎng)中的單相雷電閃絡(luò)，減少雷電對線路的不利影響，不僅可以保證供電質(zhì)量，同時也需要盡量減少線路巡檢的工作量，降低電力系統(tǒng)的實際維護成本。

2.3避雷器與過電壓保護器

避雷器安裝在配電線路上，在世界各國得到了廣泛的應(yīng)用。它能有效地控制配電線路受雷擊時的過電壓，主要包括：能有效地控制感應(yīng)過電壓的增加，能吸收雷電閃絡(luò)后放電產(chǎn)生的能量，限制工頻連續(xù)電流，從而有效地保護導(dǎo)線的運行。在選擇避雷器類型時，應(yīng)考慮95%以上感應(yīng)雷可釋放的電流不大于1000A，因此，合適的避雷器的電流容量也應(yīng)得到技術(shù)和經(jīng)濟的支持。5ka元件通常用于限制電流。當(dāng)線路直接受到雷擊時，雷擊電流在很多情況下都會超過20KA，由于其載流能力低，導(dǎo)致避雷器發(fā)生爆炸事故。另外，避雷器保護距離有一定的限制，其防雷功能不完善。

一些雷害較多的國家正在大力推廣具有限流作用的架空絕緣線路安裝消弧角。根據(jù)氧化鋅限流元件的放電間隙，雷擊電流通過氧化鋅限流元件釋放，工頻連續(xù)電流被氧化鋅限流元件阻隔，可避免雷擊時架空絕緣線路斷開罷工。這種方法目前已在許多國家得到廣泛應(yīng)用，效果明顯。可有效避免雷擊事故的發(fā)生。它是目前防雷應(yīng)用的主要方法。

在線路過電壓保護器的設(shè)計中，吸收了澳大利亞等國采用的限流滅弧角法，并根據(jù)其工作原理成功地設(shè)計了防雷技術(shù)措施。架空絕緣線路用過電壓保護器主要由限流元件、串聯(lián)的不銹鋼排流環(huán)和架空絕緣電纜的間隙組成。避雷器的工作原理與氧化鋅避雷器非常相似，其效果也與外間隙氧化鋅避雷器相似。當(dāng)發(fā)生雷擊閃絡(luò)時，間隙被擊穿，雷擊電流通過氧化鋅限流元件流向地面，而在氧化鋅元件的高電阻下，可阻斷工頻連續(xù)電流滅弧，有效防止絕緣線燒壞。

由于過電壓保護器在安裝過程中不會直接與導(dǎo)線連接，因此在實際應(yīng)用中避雷器通常不承受線路的工作電壓，因此安裝更加方便，打破了傳統(tǒng)的可以在破損的導(dǎo)線皮下安裝的傳統(tǒng)，其連續(xù)使用時間要長得多與氧化鋅避雷器相比。但是，它只能在絕緣導(dǎo)線擊穿時處理雷電過電壓，平時不能處理線路的其他類型的過電壓。因此，在實際應(yīng)用中安裝氧化鋅避雷裝置是必要的。

2.4進行電力系統(tǒng)中性點接地

一般來說，在山區(qū)和丘陵地區(qū)，雷擊活動比較普遍，這些地區(qū)的線路往往由于雷電的影響而出現(xiàn)一定的斷層。針對這種情況，可采用中性點經(jīng)消弧線圈接地的方法，以降低事故率。在實際應(yīng)用中，如果要用消弧線圈接地，實際電網(wǎng)結(jié)構(gòu)需要足夠簡單，不能受互聯(lián)網(wǎng)限制的影響。只有當(dāng)線路不能安全供電時，才能使用消弧線圈。

2.5進行避雷裝置的設(shè)置

采用避雷器和避雷針裝置是配電線路過電壓保護最重要的方式和最常用的手段。采用防雷裝置，在雷擊時可降低線路上絕緣子串的電壓幅值，結(jié)合一定的屏蔽作用，保護線路免受雷擊。一般來說，在配電線路中，最有效的方式是帶狀避雷線，它具有很強的保護效果和保護范圍。在避雷針的實際設(shè)置中，要根據(jù)實際情況分析配電線路的電壓等級，以保證良好的防雷效果。如山區(qū)330kV及220kV以上配電線路，可設(shè)置雙回避雷線，以增強防雷效果。220kV線路可設(shè)置全線防雷線路，也可全線設(shè)置110kV線路。但是，在雷電活動頻繁的地區(qū)，需要安裝雙避雷線。500kV以上的特高壓配電線路有較長的絕緣子串。一般來說，它們的抗雷擊能力強，雷擊電流小，不會影響線路的實際安全。但為了擴大保護范圍，避雷針對側(cè)的保護角應(yīng)控制在20～30度。雙避雷針的保護角一般為20度左右，山區(qū)為25度左右。對于110kV及以上的鐵、水泥桿線路，為提高實際電壓保護范圍，在安裝避雷針的基礎(chǔ)上，將桿塔接地電阻降到最小，這樣既能有效地控制雷電過電壓，同時也控制了成本，保證了電壓保護的良好效果。

結(jié)束語

總之，隨著電網(wǎng)工程的不斷完善，配電線路的運行環(huán)境越來越復(fù)雜，各種故障也不斷發(fā)生，嚴(yán)重影響了供電的可靠性和質(zhì)量。過電壓是配電線路中常見的問題，對線路的危害很大。需要引起電力工作者的重視，有針對性地采取過電壓保護措施，改善電網(wǎng)運行環(huán)境，提高配電線路供電質(zhì)量，促進我國電力工業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

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