農村配電網線路和設備的防雷接地保護探討

陳章漂

（國網福建三明供電公司）

農村配電網線路和設備的防雷接地保護探討

陳章漂

（國網福建三明供電公司）

隨著我國經濟的快速發展，對電力的需求正在與日俱增。尤其是在農村地區，配電網絡線路錯綜復雜、絕緣性能差，經常受到雷電襲擊使線路發生故障，導致大范圍的電力中斷。現階段，配電網線路及設備防雷措施受到了人們廣泛的關注，本文首先講述了雷電發生的過程及產生的危害，然后分析了目前農村防雷的現狀，最后給出了線路及設備防雷的具體措施，希望本文能為從事相關工作的人員提供一定的指導和幫助。

配電網絡線路；電力需求；農村電網；防雷措施；接地

引言

農村配電網絡承擔著為千家萬戶供電的重任，其安全性不僅直接影響到人們的生產、生活，而且對構建和諧社會、建設環保社會起到了至關重要的作用。近年來，雷電災難已經成為了僅低于地震、海嘯等自然災害的氣象災難，特別是在偏遠的山區農村配電網絡中，受到雷擊的概率正在逐步攀升。據有關方面的統計，2014年線路故障停運中，雷電原因約占一半以上。為此，解決農村輸電線路及設備經常遭受雷擊的問題，對增強農網安全性、可靠性方面意義重大。配電網線路和設備受雷電的影響比較大，而目前缺乏有效的防雷措施。解決該問題的道路還十分的長，作為電力部門來說應該注重從實際出發，根據具體情況進行具體分析，實行綜合治理和重點防護相結合的方針，注重從多方面、多目標進行配電網絡及設備的防雷措施。為了使防雷措施得到明顯的效果，應建設足夠大的防雷面，實行全面的防護。

1 雷電的形成及危害

1.1 雷電的形成

雷云與地面的高層建筑或輸電線路自然放電就產生了雷電，它對周圍設備或線路將產生十分嚴重的損壞，只有詳細研究雷電的形成及其產生放電的條件，才能夠提出科學合理的保護措施，從而使建筑物或線路免受雷擊的影響。天氣潮濕悶熱的時候，地層表面的水汽會變成水蒸氣，在空氣的作用下逐漸向上升，待上升至一定高度便與冷空氣混合，蒸汽開始逐漸凝結成小水滴，最后成為積云。云層中的水滴在氣流的吹動下分裂成大小不均的小水滴，其中較大的水滴帶有正電荷，稍微小點的帶有負電荷。這樣經過長時間的積累及氣流影響將產生帶負電雷云，帶正電的水滴形成雨。根據靜電的感應原理，大地表面會產生同等的正電荷，這就仿佛成了一個巨大的電容器。一旦電場強度十分大后，中間的空氣就會出現被擊穿的問題，即為我們熟知的雷電。

1.2 雷電的危害

雷擊過程將會對周圍建筑物或線路產生嚴重的破壞作用，具體可以從以下幾個方面進行詳細介紹：①直擊雷產生的破壞作用。所謂的直擊雷即是指帶負電的雷云直接對地面進行了放電，這時將產生巨大的雷擊電流，高達上百安培，由此可見其產生的破壞也十分巨大。通常情況下，若雷電流流經被擊穿物體將會在其表面形成很大的熱量，嚴重的將使物體發生燃燒。由于物體內部水分會突然變成氣體，在密閉的空間中極容易發生爆炸問題。因此，雷擊過程經常使房屋出現倒塌或出現大范圍的火災。②雷電的二次危害及雷電感應。雷電流不僅會產生靜電作用，而且容易出現電磁感應。雷云在架空導線的上空將形成強大的電場，這樣架空線路上就會感應出等同但極性相反的電荷，一旦云和大地間的電場發生消失，但聚集在架空線路的電荷不會立即消散，這些極性相反的電荷將會使建筑物發生劇烈的振動，并使屋內的線路出現燃燒問題。③雷電波的入侵。架空線路遭受雷擊以后，雷云將會在線路周圍發生放電現象，這樣導線處就會感應出較大電動勢，沿著配電網線路延伸至建筑物中。另外，值得一提的是雷電波的入侵也同樣可以引發火災問題，對農村配電網線路及設備產生嚴重的危害。

2 農村雷電的防御狀況

經過對多地農村的調查，農村輸電網及設備之所以經常受到雷擊的影響，主要可歸結為以下幾點原因：①在農村配電網絡及配套設備上沒有安裝必要的防雷設備如避雷針、避雷環、避雷帶等，沒有專門的下線用以引導雷電流導入大地，另外塔基地面缺乏接地網的安裝。②線路和設備的防雷部位沒有設置雙重防雷保護措施。通常情況下，農網的配電線路常常比較高，在雷電高發地段缺乏避雷器的安裝，且沒有安裝鐵管來阻止雷電波的蔓延，這些是造成農村配電網經常遭受雷擊出現嚴重事故的重要原因。③配電網絡高壓側經常受雷電襲擾。農村地區高壓輸電線的高度為18m左右，周圍雷電的產生與其高度密切相關，一般具有強大的引雷效果，在某一范圍內遭受感應雷的概率很大。某縣10kV高壓線路中，桿塔高度將近有15m，加上地勢比較高使得其泄流環境改變很大、具有較高的引雷風險，使得其遭受雷擊和感應雷的概率成倍增加。

3 農村配電網線路的防雷及設備防雷接地保護措施

3.1 農村配電網線路防雷措施

農村經濟的發展，使農村用電需求與日俱增，如何預防雷電對配電網線路和設備免受雷電損害成為了人們關注的重點問題。本文從大量雷擊發生事故的方面入手總結了幾點防雷及接地措施：①在農村配電網絡中架設避雷裝置。由于農網的電壓等級一般比較低、線路的絕緣性能比較低，依照有關規章規范，一般不再線路上架設避雷線，但就因為這個原因使雷電經常影響配電網絡。雷電高發區的配網輸電線路中，可在其靠近變電站3m左右的地方架設避雷線，這樣可以減少反擊及繞擊的發生。另外，為了提升避雷線的作用，降低雷電繞擊的發生概率可適當增加避雷線的保護角度，以35°為最優保護角度。②自動重合閘裝置的安裝。線路的絕緣在受到雷電破壞以后具有自愈能力，大多數雷電發生后均可慢慢消除，自動重合閘設備的安裝將有效降低雷擊跳閘事故，進而降低因雷擊導致停電事故，增強電網的可靠性、穩定性。據有關方面的統計，35kV以下的網絡重合閘的作用高達75%。③中性點采取非有效接地的方法。我國的農網配電線路多采用中性點不接地方法。一旦發生雷擊事故，大多數的故障均可自行消除，且使線路不出現閃絡或跳閘問題，一方面提高了線路耐雷水平，另一方面降低了線路閃絡問題的發生。為了更好的實現這種功能，農村輸電用的鐵塔及混凝土桿可進行接地操作，接地電阻的大小可以根據具體情況而定，一般不能超過40Ω。④增加線路的絕緣水平。跨區域的配電線路，落雷的概率比較大，可以通過增加絕緣子個數來減低工頻電弧的產生，以此來降低雷擊故障的發生。⑤增強線路檢修次數。防雷技術的研究只是其中一方面，在實際的線路運行中進行科學合理的管理對安全隱患的消除有很大作用，另外，增加巡視的次數如經常清理線路兩側的樹枝，防止樹枝落到農村配電線路上導致短路問題的發生。

3.2 設備的接地防雷措施

農村配電網絡包含的設備有配電變壓器、漏電保護裝置等，簡要介紹這兩種設備的防雷接地方式：①配電變壓器。經過大量的實踐證明，配電網變壓器出現雷擊故障的概率約占整個事故概率的60%，農村配電網絡遭受雷擊的原因有很多其中其低壓線路位于野外，沒有任何保護是最重要的一方面。配電變壓器的防雷接地采用3點接地即將防雷接地、工作接地、保護接地連接到同一個接地裝置，一般情況下接地電阻不應高于10Ω，配電變壓器的高壓側接地端經常將避雷器的接地線與變壓器外殼共同來連接一個接地裝置，低壓側的中性線和避雷器低壓側共同連接到另一個接地裝置，這兩個接地裝置需要用環形方式連接在地網中。②漏電保護裝置的安裝。為了預防變壓器中性點的電位發生瞬間的升高，可在靠近用戶的地點裝設地線即重復接地的方法。漏電保護裝置就是應用這種接地方式，該方式能顯著降低漏電事故對電網運行的影響，避免用戶側絕緣擊穿后電流對人體產生危害。但負載側不可進行重復接地，否則將引起該裝置發生誤動作或拒動的發生。

4 案例分析

某鄉鎮的配電網絡中的10kV/0.4kV的變壓器的高壓側避雷裝置發生爆炸，事故發生當天是雷雨，爆炸后導致一農戶喪生。事故分析認為當避雷器發生爆炸后，配電變壓器高壓側放電瞬間增加了變壓器低壓側中性線電位，該電壓經中性點流入低壓用戶零線中，將原來低壓側用戶的零線變為高壓線，最終導致該使用電力的農戶喪生。經過事故的后續分析，發現引起該事故的根本原因是該農戶設備沒有進行接地操作且沒有配套的斷電保護裝置。由此可見，配電網線路及設備的接地保護十分重要，它直接關系到廣大用戶的生命安全。

5 結束語

總而言之，隨著材料科學技術的發展，我國的防雷技術方法正在不斷的發展變化，線路和設備的防雷保護種類繁多，實際的應用過程中，可以從多方面進行考慮，根據具體的情況采取必要的防雷接地措施，并注重對線路維修及管理，只有這樣才能降低雷擊事故的發生，進一步提升農網供電的安全性、可靠性。

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1004-7344（2016）13-0102-02

2016-4-10