淺談農(nóng)村輸電線路的防雷及接地保護技術

【摘要】文章主要結(jié)合筆者的工作經(jīng)驗，闡述了雷電的形成及危害種類，從中總結(jié)了農(nóng)村輸電線路的雷電防御現(xiàn)狀及原因分析，進一步針對農(nóng)村輸電線路的防雷及接地保護措施進行了詳細分析與研究，并提出了農(nóng)村輸電線路防雷及接地保護的意義和價值，以供大家參考。

【關鍵詞】農(nóng)村輸電線路防雷及接地保護技術

廣東省屬于雷電多發(fā)區(qū)，每年由于雷電引發(fā)的火災、爆炸事故經(jīng)常發(fā)生，不僅造成人員傷亡和經(jīng)濟損失，也嚴重影響輸電線路的安全運行，雷電災害已成為危害程度僅次于暴雨洪澇、氣象地質(zhì)災害的一大氣象災害。近年來，本市特別是山區(qū)農(nóng)村配電網(wǎng)絡因雷擊災害造成的線路故障和間接財產(chǎn)損失呈不斷上升趨勢，其中3/4左右雷擊故障發(fā)生在農(nóng)村高山地區(qū)。因此，如何解決農(nóng)村輸電線路的雷災問題，對加強農(nóng)網(wǎng)輸電線路的防雷工作具有非常重要的意義。

一、雷電的形成及危害

1.1雷電的形成

雷電是由雷云（帶電的云層）對地面建筑物及大地的自然放電引起的，它會對建筑物或設備產(chǎn)生嚴重破壞。因此，對雷電的形成過程及其放電條件應有所了解，從而采取適當?shù)拇胧Ｗo建筑物不受雷擊。

在天氣悶熱潮濕的時候，地面上的水受熱變?yōu)檎羝⑶译S地面的受熱空氣而上升，在空中與冷空氣相遇，使上升的水蒸汽凝結(jié)成小水滴，形成積云。云中水滴受強烈氣流吹襲，分裂為一些小水滴和大水滴，較大的水滴帶正電荷，小水滴帶負電荷。細微的水滴隨風聚集形成了帶負電的雷云；帶正電的較大水滴常常向地面降落而形成雨，或懸浮在空中。由于靜電感應，帶負電的雷云，在大地表面感應有正電荷。這樣雷云與大地間形成了一個大的電容器。當電場強度很大，超過大氣的擊穿強度時，即發(fā)生了雷云與大地間的放電，就是一般所說的雷擊。

1.2雷電的危害

雷電的破壞作用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）直擊雷的危害。雷云直接對建筑物或地面上的其他物體放電的現(xiàn)象稱為直擊雷。雷云放電時，引起很大的雷電流，可達幾百千安，從而產(chǎn)生極大的破壞作用。雷電流通過被雷擊物體時，產(chǎn)生大量的熱量，使物體燃燒。被擊物體內(nèi)的水分由于突然受熱，急驟膨脹，還可能使被擊物劈裂。所以當雷云向地面放電時，常常發(fā)生房屋倒塌、損壞或者引起火災，發(fā)生人畜傷亡。（2）雷電感應的危害。雷電感應是雷電的第二次作用，即雷電流產(chǎn)生的電磁效應和靜電效應作用。雷云在建筑物和架空線路上空形成很強的電場，在建筑物和架空線路上便會感應出與雷云電荷相反的電荷。在雷云向其他地方放電后，云與大地之間的電場突然消失，但聚集在建筑物的頂部或架空線路上的電荷不能很快全部泄入大地，殘留下來的大量電荷，相互排斥而產(chǎn)生強大的能量使建筑物震裂。同時，殘留電荷形成的高電位，往往造成屋內(nèi)電線、金屬管道和大型金屬設備放電，擊穿電氣絕緣層或引起火災、爆炸。（3）雷電波侵入。當架空線路遭受雷擊時，由于雷云在附近放電，在導線上感應出很高的電動勢，沿線路將高電位引進建筑物內(nèi)部。出現(xiàn)雷電波侵入時，可能發(fā)生火災及觸電事故。

二、農(nóng)村雷電防御現(xiàn)狀及原因分析

通過對本縣雷電多發(fā)地區(qū)的農(nóng)村進行調(diào)查研究，我們認為山區(qū)農(nóng)網(wǎng)輸電線路雷擊災害嚴重的原因主要包括以下幾個方面：（1）農(nóng)網(wǎng)輸電線路沒有安裝防雷設施或防雷設施不合格。我縣現(xiàn)有的農(nóng)網(wǎng)輸電線路上都沒有安裝防雷設施（沒有安裝簡單的避雷帶、針、避雷引下線等），沒有形成自然防雷引下線，線路塔基地面也沒有安裝接地網(wǎng)或簡單接地散流金屬。（2）輸電線路的重點防雷部位沒有雙重保護雷電防護設施。農(nóng)網(wǎng)輸電線路通常架設在山區(qū)高處，農(nóng)網(wǎng)輸電線路在雷電多發(fā)地區(qū)沒有安裝防感應雷的避雷器，也沒有采取線路套鐵管減弱雷電波的防護措施，這也是目前農(nóng)村配網(wǎng)因雷擊造成停電和用戶電器損壞一個主要原因。（3）配網(wǎng)高壓輸電線路常受雷電影響。我縣現(xiàn)有的10kV高壓輸電線路，一般高約十五米到二十米不等，它們的存在對其周圍雷電產(chǎn)生、泄流環(huán)境改變極大。其突出的高度具有強大的引雷作用，使其在一定范圍內(nèi)的遭受側(cè)擊雷和感應雷的機率成倍增大。

三、農(nóng)村輸電線路的防雷及接地保護措施

隨著我國農(nóng)村經(jīng)濟的不斷發(fā)展，農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)用電需求日益增多，因此，如何防止因雷電造成的故障停電及保護用戶設備的安全，就成為十分重要的問題。本文總結(jié)了農(nóng)村輸電線路的破壞過程，從而提出了以下幾方面的防雷及接地保護措施。（1）在農(nóng)村輸電線路上空架設避雷線。因為農(nóng)村電壓等級一般都是35kv及以下的，線路絕緣相對很弱，按照相關規(guī)范，一般不要求在全線架設避雷線。但對于處于雷電高發(fā)區(qū)的農(nóng)村配網(wǎng)輸電線路，必須在靠近變電站的一段進線（1～2m）上加裝避雷線，以減少繞擊和反擊的概率。為了提高避雷線對導線的屏蔽效果，減小繞擊率，避雷線對外側(cè)導線的保護角應小一些，一般采用20～30度。（2）安裝自動重合閘。由于線路絕緣具有自恢復性能，大多數(shù)雷擊造成的絕緣閃絡在線路跳閘后能夠自行消除，因此安裝自動重合閘裝置對降低農(nóng)村輸電線路的雷擊事故率具有較好的效果，這樣就盡量減少了雷擊跳閘后線路停電的機率。據(jù)統(tǒng)計，35kv及以下線路重合閘成功率約為50%-80%。（3）中性點非有效接地方式。我國35kv及以下電網(wǎng)一般采用中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的方式。這樣雷擊引起的大多數(shù)單相接地故障可以自動消除，使線路絕緣不發(fā)生閃絡，防止建弧，從而也就不會跳閘，提高了耐雷水平。為了更好地發(fā)揮這種作用，農(nóng)村輸電的鐵塔和鋼筋混凝土桿宜接地，接地電阻不受限制，但多雷區(qū)不宜超過30歐姆。（4）增強線路絕緣。輸電線路中個別的跨越大區(qū)域輸電線路，落雷機會會增多。可采用瓷橫擔等沖擊閃絡電壓較高的絕緣子或增加絕緣子的片數(shù)來抑制工頻電弧的建立，從而來降低雷擊跳閘率。（5）加強管理與檢修。除了在防雷技術上多加研究外，在實際中輸電線路的管理和檢修也要加強，如增加巡視力度，清理線路旁的樹枝，檢查防雷設備的接地等等，消除安全隱患，以防一些不必要的因素造成雷擊跳閘停電。其次，加強輸電線路防雷工作，要從防止雷擊永久性故障和降低雷擊跳閘率入手，對以前頻繁遭受雷擊的輸電線路，通過加強線路自身絕在加強技術方面的改造的同時要注意實際線路的管理和檢修，如清理線路周圍的緣、加裝線路避雷器、加強桿塔接地電阻監(jiān)測等措施，以降低雷電天氣對輸電線路造成的危害。

四、結(jié)束語

總之，隨著我國防雷技術的不斷發(fā)展，線路防雷的保護方法的種類多樣，在實際中，農(nóng)村輸電線路的防雷保護是一個系統(tǒng)工程，需要多方位全面地考慮。因地制宜，合理地選擇防雷保護措施，并重視和加強管理和檢修，定能有效地防止雷害事故，提高農(nóng)村電網(wǎng)供電可靠性。

參考文獻

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