劉偉 黃超杰

摘要：雷擊是所有非人為因素影響輸配電線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路上沒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路帶來損害。當(dāng)有雷雨天氣的時(shí)候，通過磁場的作用，就會(huì)發(fā)生雷擊事件，給人們的生產(chǎn)生活帶來了不便。為了更好地發(fā)揮輸配電線路傳輸電的作用，防雷技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：防雷；輸配電線；應(yīng)用分析；防護(hù)措施

前言

中國目前大部分地區(qū)的輸配電線路有極大的潛在危險(xiǎn)，如輸配電線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)增大輸配電線路遭受雷擊的可能性。截止目前，中國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)輸配電線路造成的危害，在輸配電線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的損失，從而保障了人們的人身安全。

一、輸配電線路防雷保護(hù)的重要性

雷電災(zāi)害是對(duì)我國電路網(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)重影響著我國配電網(wǎng)的電力資源輸送的安全性與穩(wěn)定性，給用戶的日常生活與工業(yè)生產(chǎn)帶來較大的困擾。所以，對(duì)配電線路運(yùn)行過程中遭受的雷電災(zāi)害發(fā)生的原因進(jìn)行分析，針對(duì)性的研究輸配電線路防雷保護(hù)措施是非常必要的?；趯?duì)以往輸配電線路受雷電災(zāi)害襲擊的案例分析，總結(jié)發(fā)現(xiàn)配電線路中的事故頻發(fā)的原因主要是由于感應(yīng)雷電過電壓造成的，并且配電線路中本身的絕緣水平也在很大程度上影響著配電線路的防雷水平。架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的事故發(fā)生頻率越來越高，目前我國電網(wǎng)中輸配電線路的防雷保護(hù)措施還有待進(jìn)一步完善，因此從整體上來講，我國輸配電線路中的防雷保護(hù)問題還比較嚴(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，由于雷電流通過電力設(shè)備而導(dǎo)致危及絕緣的電壓升高，也稱為大氣過電壓。它分為直擊雷過電壓和感應(yīng)過電壓。直擊雷過電壓是由雷擊時(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)過防雷保護(hù)裝置時(shí)，放電過程中產(chǎn)生強(qiáng)大的瞬變電磁場在附近的導(dǎo)體中感應(yīng)到強(qiáng)大的電磁脈沖，稱感應(yīng)雷。感應(yīng)雷可通過兩種不同的感應(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圍產(chǎn)生強(qiáng)大的瞬變電磁場，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，大量的輸配電線路已改造成新型的石墨屬來接地。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)間長的特點(diǎn)。無串聯(lián)間隙型式的避雷器能直接相連于導(dǎo)線相連，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、吸收沖擊和無分散性、無放電延時(shí)等優(yōu)點(diǎn)。

3、全線架設(shè)避雷線。輸配電線路的防雷措施，基礎(chǔ)為架設(shè)避雷線，因?yàn)楸芾拙€可以降低輸配電線路絕緣能承受過電壓的幅值范圍。雷電在輸配電線路上直擊時(shí)，避雷線就會(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)引起線路的感應(yīng)過電壓，感應(yīng)過電太Ug、主放電點(diǎn)的電流值I、掛線的高度hd是成正比的，與雷擊點(diǎn)間的距離是成反比的。

四、配電線路具體防雷保護(hù)措施

1、架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線防護(hù)措施。雷擊架空絕緣線路是造成輸配電線路斷線的常見故障之一，根據(jù)日常管理維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)來說，對(duì)于雷擊架空絕緣線路的防護(hù)主要從兩個(gè)方面來實(shí)行，首先是強(qiáng)化線路局部的絕緣水平，在提高線路絕緣水平的同時(shí)要注意控制配電線路的施工成本，可以利用在架絕緣導(dǎo)線周邊加強(qiáng)局部絕緣性能的方法，比如在絕緣導(dǎo)線絕緣設(shè)計(jì)出增強(qiáng)絕緣材料，保證輸電線路不被擊穿，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)，在配電線路中安裝避雷設(shè)備是比較常見的防護(hù)措施，安裝避雷設(shè)備后，能夠?qū)芸战^緣線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，很容易老化失效，針對(duì)此類現(xiàn)象可以選擇使用氧化鋅類型的避雷設(shè)備，不要配電線路整體安裝避雷設(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)備的輸電線路，不能起到整體的防護(hù)效果，如果在配電線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)間隙絕緣子來提高線路的防雷保護(hù)性能，根據(jù)日常經(jīng)驗(yàn)來說，間隙電路的擊穿電壓要比輸配電線路以及其他電氣設(shè)備的電壓要低。輸配電線路在正常運(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，線路中的電壓或者是用戶用電設(shè)備的電壓就會(huì)被降低，從而起到線路保護(hù)的作用。

3、強(qiáng)化電力防雷設(shè)備的運(yùn)行管理。線路防雷設(shè)備的日常運(yùn)行管理是輸配電線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)線路保持良好的絕緣性能。加強(qiáng)線路中防雷設(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)化輸配電線路中防雷設(shè)施的運(yùn)行管理能夠有效降低輸配電線路因設(shè)備不完善而發(fā)生的不必要的損失。

結(jié)束語

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，輸配電線路也愈來愈多，而隨之而來的雷擊引起的輸配電線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)雷擊輸配電線有著一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，只有對(duì)輸配電線的防雷設(shè)計(jì)有著深入的研究，這樣才能保證用戶能夠安全的用電，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。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉玄毅，陳化鋼.高電壓技術(shù)[M].水利電力出版社，1993

[2]傅惠芹，江奕川.輸電線路防雷措施研究.電網(wǎng)技術(shù)，2008，（12）：247-248

[3]何興龍.加強(qiáng)輸電線路防雷工作的初步探討[J].線路運(yùn)行技術(shù)，2006，02