配電線(xiàn)路防雷與接地措施

劉海濤

（中清能綠洲科技股份有限公司 北京大興區(qū) 102600）

1 引言

雷電作為一種常見(jiàn)的自然現(xiàn)象，具有較強(qiáng)的隨意性和危害性，不僅可能對(duì)配電線(xiàn)系統(tǒng)造成損壞，還容易導(dǎo)致電力系統(tǒng)停電，甚至致使電力設(shè)備發(fā)生爆炸、著火等安全事故，嚴(yán)重威脅了人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，相關(guān)部門(mén)必須通過(guò)不斷探討研究，提高輸配電線(xiàn)路的防雷接地效果，改進(jìn)防雷設(shè)施和手段，從而達(dá)到更好的防雷消雷效果。

2 配電線(xiàn)路常見(jiàn)防雷接地處理措施

2.1 提高配電線(xiàn)路絕緣層性能

當(dāng)發(fā)生雷電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定的電波，繼而引發(fā)巨大電壓與電流，如果配電線(xiàn)路無(wú)法承受這樣的作用，即會(huì)被雷電破壞。因此，必須要提高輸配電線(xiàn)路絕緣層中材料的耐壓性能，才能夠減少雷電電擊導(dǎo)致的閃絡(luò)等現(xiàn)象出現(xiàn)，進(jìn)一步的減少雷電對(duì)于輸配電線(xiàn)路的破壞。

2.2 絕緣子兩端并聯(lián)放電

使用絕緣子的兩個(gè)端口并聯(lián)，并且間隙放電能夠預(yù)防絕緣層的導(dǎo)線(xiàn)被雷電擊穿。絕緣子的沖擊電壓要比間隙放電的電壓大，這樣，配電線(xiàn)路在保護(hù)的間隙發(fā)生雷電放電，就能保護(hù)絕緣導(dǎo)線(xiàn)不被雷擊折斷。

2.3 線(xiàn)路架空處理

（1）避雷線(xiàn)架空

這種防雷措施的實(shí)施，是通過(guò)架空避雷線(xiàn)，發(fā)揮屏蔽作用，從而防止配電線(xiàn)受到雷電破壞。其防雷效果良好，不用進(jìn)行維護(hù)，但是其成本相對(duì)較高，絕緣性較低，易出現(xiàn)反擊閃絡(luò)現(xiàn)象，必須在和其余防雷設(shè)備結(jié)合下才能發(fā)揮較好的防雷效果。所以，這種防雷措施只適用于雷擊較為頻繁的地區(qū)。例如某地區(qū)對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行改造時(shí)，將部分配電線(xiàn)路架設(shè)于山頂上，雷擊現(xiàn)象較為頻繁和嚴(yán)重，因此，必須采取架空避雷線(xiàn)的方法對(duì)其進(jìn)行有效的防雷，同時(shí)提高配電線(xiàn)路的絕緣效果，同時(shí)降低配電線(xiàn)路的接地電阻等防雷措施，使得避雷線(xiàn)能夠發(fā)揮最大的防雷效果。

（2）絕緣線(xiàn)路架空

為了加強(qiáng)架空絕緣線(xiàn)路的實(shí)際防雷效果，可采取如下措施：①避雷器的安裝。在架空的絕緣線(xiàn)路雷擊現(xiàn)象較為頻繁的地區(qū)安裝避雷器，以防止雷擊引發(fā)的斷線(xiàn)事故；②絕緣耐壓性能的提高。將線(xiàn)路內(nèi)的絕緣子更換成為具有防雷效果的絕緣子，使得線(xiàn)路的防雷效果有所提高；③部分絕緣層的剝開(kāi)。將絕緣線(xiàn)路部分絕緣層剝開(kāi)，使其成為裸導(dǎo)線(xiàn)，讓電弧于線(xiàn)路絕緣層剝開(kāi)位置來(lái)回流動(dòng)，使得電弧不能形成，有效防止雷擊事故的產(chǎn)生。但是這種防雷措施會(huì)受到水分影響，導(dǎo)致線(xiàn)路內(nèi)鋁導(dǎo)線(xiàn)受到腐蝕；④閃爍路徑的增長(zhǎng)。

（3）架空線(xiàn)路交叉處的防雷

在送配電線(xiàn)路工程中架空線(xiàn)路交叉是經(jīng)常遇到的問(wèn)題，若在不同電壓等級(jí)架空線(xiàn)交叉處發(fā)生閃絡(luò)，將給較低電壓等級(jí)的送配電線(xiàn)路帶來(lái)嚴(yán)重危害。導(dǎo)線(xiàn)在最大弧垂時(shí)的交叉距離滿(mǎn)足表1所示條件。第一欄數(shù)值時(shí)交叉檔不需任何保護(hù)措施，不滿(mǎn)足時(shí)應(yīng)采取保護(hù)措施。

表1 交叉距離

采取保護(hù)措施最常遇到的是，在較低電壓線(xiàn)路使用混凝土桿或鐵塔穿越較高電壓等級(jí)線(xiàn)路線(xiàn)間距離為S1>S≥S2時(shí)，交叉檔兩端的混凝土桿或鐵塔（上下方線(xiàn)路共4基）不論有無(wú)避雷線(xiàn)均應(yīng)接地。例如：35kV變電所進(jìn)出線(xiàn)段線(xiàn)路帶避雷線(xiàn)穿越110kV線(xiàn)，因交叉距離不能滿(mǎn)足S2，需摘除避雷線(xiàn)方能穿越時(shí)，交叉檔35kV線(xiàn)混凝土桿應(yīng)裝設(shè)避雷器并接地。

2.4 分級(jí)防雷

分級(jí)防雷主要就是由于雷電雷擊破壞，在雷擊處會(huì)出現(xiàn)較大的電涌和電壓，因此確實(shí)會(huì)出現(xiàn)逐漸遞減的情況，需要通過(guò)分級(jí)的方式來(lái)進(jìn)行一個(gè)雷電的防護(hù)處理，采用多級(jí)的SPD進(jìn)行配合，進(jìn)行保護(hù)，就能夠保證設(shè)備有效的安全運(yùn)行。

2.5 避雷器防雷

配電線(xiàn)路類(lèi)型不同，避雷器選型、安裝也存在一定差異：

（1）裸導(dǎo)線(xiàn)路

架空避雷線(xiàn)適用于電壓較高、線(xiàn)路負(fù)荷大，且容易遭受雷電影響的地區(qū)。但是，架空避雷線(xiàn)的方法在建設(shè)時(shí)成本偏高，因此對(duì)于受到雷擊實(shí)在頻繁的區(qū)域可以考慮使用安裝避雷器的方法進(jìn)行配電線(xiàn)路的防雷，防止安全事故的出現(xiàn)。此外，必須要根據(jù)實(shí)際的防雷需要，對(duì)配電線(xiàn)路的塔桿等設(shè)施進(jìn)行良好的接地，設(shè)計(jì)好間距安裝避雷器。

（2）電纜線(xiàn)路

在許多城市的線(xiàn)路進(jìn)行電纜改革后，雷害所導(dǎo)致的電纜故障明顯增加，這是因?yàn)榫€(xiàn)路電纜化后，遭雷擊的機(jī)會(huì)減少，人們忽略了電纜保護(hù)工作，適得其反。我國(guó)目前廣泛使用的XLPE電纜，其優(yōu)勢(shì)使能夠在潮濕的環(huán)境下，形成水樹(shù)枝，在電場(chǎng)作用下變成電樹(shù)枝。在電纜化的配網(wǎng)中，由于變壓器與電纜的絕緣結(jié)構(gòu)完全不同，地埋XLPE因電樹(shù)枝劣化，使它的耐受電壓比變壓器的電壓低很多，成為配網(wǎng)系統(tǒng)中絕緣最薄弱的部分。采用性能優(yōu)良的金屬氧化鋅的避雷器是延長(zhǎng)電纜壽命的有效辦法。電力電纜由于其本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及與其他電氣設(shè)施連接的要求，采取在電纜終端頭附近安裝避雷器的措施，同時(shí)終端頭金屬屏蔽、鎧裝必須接地良好。由于同等長(zhǎng)度電纜線(xiàn)路的電容比架空線(xiàn)路的電容大30倍，電纜中的儲(chǔ)能將比架空線(xiàn)路大得多，在避雷器選型中應(yīng)充分考慮電纜線(xiàn)路的類(lèi)型、系統(tǒng)的參數(shù)和地區(qū)落雷密度等因素。

（3）混合型線(xiàn)路

所謂的混合型線(xiàn)路，主要是指由架空線(xiàn)路、電纜線(xiàn)路二者相結(jié)合形成的線(xiàn)路，當(dāng)線(xiàn)路節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B的波阻抗力不一致，受到雷擊波的影響時(shí)，行波將在電纜段位置上兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間出現(xiàn)反復(fù)的折反射現(xiàn)象。當(dāng)節(jié)點(diǎn)B處電壓產(chǎn)生反復(fù)折反射現(xiàn)象后，就會(huì)產(chǎn)生波峰疊加的狀況，這時(shí)節(jié)點(diǎn)B處電壓比雷擊電壓要高，電纜絕緣性能也應(yīng)比線(xiàn)路絕緣性能高。因此，可在電纜線(xiàn)路的首端和末端安裝避雷器，使得過(guò)電壓受到限制。

3 其他接地措施及設(shè)備

3.1 接地網(wǎng)

接地網(wǎng)是最常用的接地設(shè)備，接地網(wǎng)被埋設(shè)在地下，選擇閉合圓環(huán)狀的配電變壓器，減小行人的跨步電壓，這樣能夠最大限度的保證行人的安全。其次，要在接地體的附近鋪上厚厚的膨潤(rùn)土降阻防腐劑，這樣可以降低電阻率。高效膨潤(rùn)土降阻防腐劑具有保水性和強(qiáng)的吸水性，低的擴(kuò)散滲透速度，使用年限較長(zhǎng)等特點(diǎn)。

3.2 安裝電涌保護(hù)器

輸配電線(xiàn)路系統(tǒng)防雷應(yīng)用中，電涌保護(hù)器是一種常見(jiàn)的保護(hù)設(shè)備，能夠有效地保護(hù)電路系統(tǒng)中的各種設(shè)備使用過(guò)程中出現(xiàn)雷電雷擊時(shí)，電壓不會(huì)超過(guò)耐受的最大電壓，所以也就能夠有效的使用電涌保護(hù)器進(jìn)行設(shè)備的保護(hù)，而且把室內(nèi)電壓水平分為“ABC”三類(lèi)，分為不同安全級(jí)別種類(lèi)來(lái)進(jìn)行防雷處理。

3.3 安裝過(guò)壓保護(hù)器

過(guò)壓保護(hù)器往往被應(yīng)用于輸配電線(xiàn)路系統(tǒng)防雷應(yīng)用中，該設(shè)備可以有效地保護(hù)電路系統(tǒng)中，各種設(shè)備線(xiàn)路設(shè)施電壓遭受雷擊情況下，不會(huì)超過(guò)耐受的最大電壓，而且過(guò)壓保護(hù)器的安裝是具有長(zhǎng)期使用的效果且無(wú)需費(fèi)時(shí)費(fèi)力進(jìn)行維護(hù)，所以也就能夠有效的使用過(guò)壓保護(hù)器進(jìn)行線(xiàn)路的保護(hù)。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，我國(guó)的電網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)取得了很大的發(fā)展與進(jìn)步，但是，因?yàn)槔讚羲鶎?dǎo)致的配電線(xiàn)路事故仍然較為嚴(yán)重。為了有效防止配電線(xiàn)路的雷擊事故頻繁發(fā)生，必須加強(qiáng)配電線(xiàn)路的防雷與接地處理，達(dá)到減少雷擊對(duì)配電線(xiàn)路運(yùn)行影響的目的，使配電線(xiàn)路能夠正常安全運(yùn)行。

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