電力系統配網設備防雷措施的探索

李毅楷

（廣東電網茂名信宜供電局，廣東信宜 525300）

電力系統配網設備防雷措施的探索

李毅楷

（廣東電網茂名信宜供電局，廣東信宜 525300）

在電力事業不斷發展的影響下，電力系統配網設備的防雷工作受到了越來越多人的關注。電力系統配網設備進行防雷工作開展的主要目是將線路跳閘次數控制在一定范圍內，保證的電力系統的安全運行。所以必須保證電力設備的穩定運行，減少雷擊提高供電的安全和穩定。本文主要對電力系統設備防雷措施進行分析，根據當前電力系統運行的實際狀況，針對性的提出一些措施，希望可以促進電力系統配網設備的安全運行。

電力系統 配網設備 防雷措施

雷電是自然界中存在的普遍現象，對電力系統的安全運行造成了很大影響，常見影響是電力設備損壞、建筑安全存在安全隱患等。如果發生的雷擊力度較大，還會造成人員傷亡，對電力企業造成了嚴重的經濟損失。因此，必須及時對雷電發生的類型和損害程度進行分析，根據實際情況，針對性的提出一些解決措施，保證電力西戎配網設備的安全。

1 常見雷電類型

1.1 感應雷

電磁感應雷和靜電感應雷是感應雷的主要形式。電磁感應雷表示在雷電發生后，雷電流可以在周圍形成電磁場，導致周圍金屬導體產生雷電壓。靜電感應雷表示雷電直接擊中地面后，地面上比較突出的建筑物會感覺到雷電，然后產生異性電荷。當雷電和其他建筑物接觸放電后，就會在建筑物頂部聚集，影響感應電荷的束縛力，然后以雷電形式傳播、產生雷電。

1.2 直擊雷

當電場強度可以穿透空氣時，地面突出物就會在雷擊的作用下，產生放電現象，此種現象稱之為直雷擊。一般情況下，直接雷強度非常大，電壓可以達到幾萬伏或幾百萬伏，破壞性較強，產生此種現象的主要原因是雷云積存的大量能量在短時間內釋放。

1.3 雷電波入侵

雷電波入侵表示利用架空線路和金屬管道傳導雷電，將雷電波引入室內。此種現象的危害性較大，給人身和電器設備的安全造成了嚴重影響。

2 雷擊損壞電網設備的原理

圖1 單接地網、高低壓側裝避雷接線方式

圖2 穿刺避雷器

2.1 雷擊對架空裸導線的損害

當雷直接擊中架空裸導線或感應雷擊中架空裸導線時，就會出現絕緣子閃絡現象，在連續電流電弧產生的電磁力作用下，可以從導線的方向快速移動。當電弧發生移動時，弧根發生移動，在弧根的作用下，弧腹也會發生運動，借助熱應力不斷向上空移動，由于電弧弧根溫度較高，所以對導線產生了嚴重的損傷，弧腹溫度較低，一般不會對導線產生損傷。

2.2 雷電損壞配電變壓器的原理

雷電波和感應雷發生時，可以產生幾十萬伏的電業，還可以對電壓進行正逆變換，導致配電變壓器產生嚴重的絕緣擊穿，嚴重時將造成火災或爆炸。產生正逆變化電壓的原理如下：第一，正變換電壓。當雷電入侵低壓電路后，沖擊電流會在配電變壓器作用下繞過低壓繞組，然后產生一定的感應電勢能，導致高壓側中性點的點位不斷升高，增加了層間梯度電壓和匝數，產生電波入侵，發生高壓側感應過電壓現象，將其稱之為正變換。第二，逆變化過電壓。當雷電波從10kv側入侵時，產生避雷動作，沖擊電流直接流經接地電阻，發生壓降，如果壓降繞組中性點承受此壓降，就會增加中性點的點位；當沖擊電流流過低壓繞組時，就會產生磁通量。高壓繞組會根據變壓器匝數比確定沖電勢。由于高壓繞組形狀為星形，同時中性點不會直接接地，所以，高壓繞組中會產生脈沖電勢，但沒有沖擊電壓，在擊穿中性點絕緣的情況下，會發生繞組層間和匝間絕緣擊穿。發生的此種現象稱之為高壓側雷電波入侵，電磁感應從低壓到高壓側產生的電壓現象稱之為逆變化。

2.3 雷擊損壞絕緣導線的原理

當感應雷或直擊雷產生的電壓直接施加在絕緣導線上時，導線絕緣子和絕緣層會出現擊穿和閃絡現象。一般情況下，被擊穿的絕緣層會呈現針孔狀，在周邊絕緣層及連續工頻電弧的作用下，不能正常移動，弧根被固定在針孔位置時，就會發生燃燒，短時間就會出現導線燒斷問題。

3 電力系統配電網防雷措施

3.1 架空導線的防雷措施

進行架空導線防雷操作時，可以利用避雷線進行防雷工作，但是考慮到避雷線具有施工操作繁瑣、成本高等特點，很多防雷工作并沒有采用此種防雷操作。經過對現階段雷電常發區域的實際狀況了解發現，很多地方較常使用安裝避雷針、加強桿塔接地等進行防雷。

3.2 變壓器防雷操作

進行電力配電變壓器防雷操作時，可以按照以下措施進行操作：第一，使用配電器的個人或單位，可以只將將變壓器放置在配電室內部，同時在變壓器所處的建筑物中設置避雷針，減少直擊雷的傷害，保證變壓器使用安全。第二，實施單地接網，可以在變壓器的高側位和地測位安裝避雷器。連接避雷器時，可以將變壓器器電壓中性點、避雷器接地線和變壓器的金屬外殼等連接在一起接地，具體操作如下圖1所示。第三，使用新型防雷變壓器進行避雷。電力系統配電網正常運行時，可以在低壓側設置平衡防雷型變壓器，利用繞組連線等方式實現變換，降低接地電阻電壓，保證接地電阻電壓可以和同一鐵芯產生相反的磁勢，同時相互間能夠抵消，減少高壓側雷擊，避免逆變換對電壓產生的傷害。

3.3 絕緣導線的防雷措施

進行電力系統配網運行時，絕緣導線進行的防雷措施主要包括以下幾個部分：第一，更換防雷型絕緣子。對于10kv的絕緣導線而言，一般不設置避雷線進行防雷，可以利用新型防雷型絕緣子對原先使用的絕緣子進行替換，同時利用玻璃鋼絕緣橫擔替換之前、之后的鐵橫擔，增加絕緣子的抗雷擊水平，同時降低工頻建弧率。第二，設置穿刺型避雷器。避雷器本體、空氣間隙和穿刺線夾是組成穿刺型避雷器的主要部分，如圖2所示。在穿刺避雷器的作用下，可以減少接地短路出現的故障。在遭受雷擊的作用下，如果氧化物避雷器出現損壞，直擊雷或感應雷就會直接作用于導線，轉移了燃弧點，保證了導線安全。因此通常進行巡檢作業時，必須對氧化物避雷器進行全面檢查，減少跳閘現象出現，保證供用電安全。第三，設置穿刺型避雷金具。穿刺型防雷金具是在雷電斷線基礎上，設計出的一種疏導防雷裝置。目前，此種裝置對20kv以及下感應雷后直擊雷防護具有很大作用。此種裝置最顯著的特點就是可以及時轉移燃燒點，雖然會出現工頻斷路現象，但是對出現線路燒斷故障的防護非常重要，可以保證線路的正常運行。

4 結語

本文主要對電力系統配網設備防雷措施進行分析，首先分析了雷電類型，然后對雷電損壞配電器設備原理進行闡述，最后針對性的提出變壓器防雷、架空裸導線防雷和絕緣導線防雷三種措施。由于防雷操作是電力系統配網設備運行中最重要的事情，所以必須引起重視，保證供電操作的穩定運行。除此之外，進行防雷工作時，還要根據防雷實際情況靈活變通，盡量選擇一些比較經濟、安全、環保的方式急性防雷操作，給電力系統的正常運行提供保證，促進電力事業向長遠的方向發展。希望本文的分析可以給相關研究人員提供參考。

［1］穆星亮.電力系統配網設備防雷保護研究［J］.中國新技術新產品，2014，（02）.

［2］汪嬌嬌.電白縣10kV配電系統防風防雷措施研究［J］.華南理工大學，2014，（11）.