配電線路架設地線對雷電感應過電壓的防護效果

馬曉晨

摘 要：雷電感應過電壓是配電線路當中的主要保護對象，而架設地線對于雷電感應過電壓具有重要保護作用，因而對地線線路感應過電壓模型進行計算對地線的架設位置進行研究，對于保護配電線路運行安全性具有重要價值該文主要對配電線路當中架設地線在雷電感應過電壓當中的防護效果進行了分析探討，以期能夠不斷促進配電線路的發展。

關鍵詞：配電線路 架設地線 過電壓

中圖分類號：TM863 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）02（c）-0037-02

在低電壓配電線路當中，由于絕緣水平較低因而被雷擊中發生故障的概率比較高，而且多是由于導線感應過電壓產生的故障，因而如何提升線路對于感應過電壓的閃絡次數是提升配電線路運行可靠性的關鍵。而通過架設地線則是對感應過電壓進行防護的重要措施之一，因而有必要加強對架設地線所產生的防護作用進行研究，以期推廣這種防護措施在配電線路當中的應用。

1 雷電感應過電壓對配電線路產生的影響

在夏秋季節由于雷雨天氣較多，配電線路很容易受到雷電影響，加上低電壓線路本身絕緣性能較差，在發生雷擊時容易受到附近建筑物或是大地的影響在導線上產生感應過電壓，如果電壓量較大就會直接造成線路內部絕緣子損壞，導致線路短路故障的出現，影響人們的正常生活實用，甚至可能會對人民群眾的生命安全帶來影響。

1.1 避雷器的影響

避雷器在線路當中起著保護線路免受雷擊的影響作用，在發生雷擊時其所產生的電流如果超過配電線路范圍就會啟動避雷器，對電流進行分流，將感應電流流入到大地當中，從而對絕緣子部分的電壓進行限制，保護配電線路的運行安全，減少雷擊傷害。但雷電感應過電壓要是過大，避雷器自身承載能力較差，在出現較大電流時會出現損壞，直接導致避雷器的故障，或是避雷器在長久應用過程中由于發生腐蝕，導致電流無法流入到大地當中，給避雷器帶來了嚴重影響。

1.2 絕緣子的影響

絕緣子能夠隔離外界的電流和電壓，保護配電線路的運行安全，在出現雷擊時絕緣子會發生閃絡現象導致絕緣子出現損壞，特別是在夏季雷雨頻發的時候，由于不斷受到雷電影響，雷電的感應過電壓也會加大，從而加重配電線路自身承受的電流，使得絕緣子的兩端電壓超過承載能力，加上外界因素的影響，導致絕緣子出現損壞，直接影響配電線路的安全。

2 架設地線對于過電壓的限制效果分析

2.1 接地電阻限制效果

配電線路當中所架設的地線一般是采取自然接地的模式，接地的電阻比較高，并且結合大地所產生的電阻合起來的電阻值較高，要限制雷電感應過電壓就需要對電桿電阻進行控制。配電線路當中，雷擊所產生的雷電感應過電壓最大值一般是在配電線路中間區域，在這一區域當中的電壓會根據時間推移而發生起伏性變化，而地線也會對感應過電壓產生一定的限制作用，電桿會在接地電阻的影響下，使得部分架設了地線的配電線路也出現感應過電壓，而導線對地感應過電壓的幅值和節點電阻的大小呈正比例關系，而和絕緣子則是呈反比例關系，隨著接地電阻增加，絕緣子所承受的電壓幅值也會隨之變小，因而可以架設地線對感應過電壓進行防護，這樣也不用對電桿進行電阻控制，從而實現對感應過電壓的限制效果。

2.2 地線安裝位置產生的限制效果

在架設地線的時候，需要從地線安裝位置上進行考慮，并對不同地線架設高度進行比較，從中選擇出最適合的地線高度，并對不同配電線路當中的感應過電壓值進行計算，對于導線和絕緣子在設置參數上不同找到相應的變化規律，總結相應的變化規律，導線和絕緣子最大過電壓復制和地線的架設時可以同比例變化的，地線和導線之間的距離越來越近，這樣同比例變化也會隨之變小。而在導線距離相同的情況下，對于地線架設位置對于感應過電壓來說也會產生不同的影響，而從試驗結果來看，地線在導線上方和在導線下方的限制效果是不同的，在導線上方所產生的限制作用更好，因而在對地線安裝位置進行確定的時候，首先需要考慮將地線安裝在導線上方位置上，并且在結合線間距的條件下，還應該盡量將地線和導線之間的距離不斷拉近，這樣才能夠達到對于雷電感應過電壓進行限制的效果。

3 配電線路架設地線對于電壓閃絡率產生的效果

雷電感應過電壓對于配電線路主要會對線路的絕緣子兩端電壓較大，從而對電路產生影響并導致電壓閃絡的出現，而電壓閃絡頻率就是感應過電壓對于配電線路產生影響的效果和水平，因而在對地線進行架設過程中，對于配電線路感應過電壓產生的限制效果需要從配電線路的架設地線當中電壓閃絡率進行分析。配電線路當中的電壓閃絡率會直接反映出地線在配電線路當中的限制效果，而在對電壓閃絡率進行具體計算的過程中可以從以下幾項來進行選擇：

一是將地閃密度Ng設為40個雷暴日，取值2.78次；二是從當前配電線路的實際情況來進行分析，地線架設位置的不同也會產生不同的絕緣配置，而在不同的位置上發生雷擊時所產生的效果也是不一樣的，因而在發生雷擊的時候，電壓控制在100～150 kV左右的時候，絕緣子會出現閃絡現象，而且為了能夠對配電線路當中多數情況進行覆蓋的時候，可以將100 kV和150 kV作為參考設置和判斷依據，并且可以根據變化來對感應過電壓閃絡率的計算；三是對應電阻率在進行計算的時候應該取特殊值，比如50，500和1 500等；四是在對電桿接地模式的選擇上可以選擇自然接地模式。

根據在進行計算分析過程中能夠對配電線路進行架設的時候，感應過電壓對配電線路的影 響情況，配電線路電壓閃絡率的具體參數，一般情況下的規律是，大地電阻率在不斷上升的 時候，沒有架設地線和架設地線的配電線路都會造成電壓閃絡率的增加，大地電阻率在上升過程中也會出現磁場變化，對傳輸線大地瞬態的阻抗也會產生變化，使得配電線路的感應過電壓不斷上升，這時電桿所能夠承載的接地電阻也會不斷增加，而接地電阻增加之后就會使得架設地線當中的絕緣子感應電壓下降，這樣就能夠有效保證絕緣子正常運行，從而減少絕緣子故障的發生，保證配電線路運行的穩定性，在對具體實驗數據進行研究過程中，可以將閃絡電壓增加到150 kV，大地電阻率在不同條件下感應過電壓的閃絡率會隨著大地電阻增加而下降，由此可以看出架設地線確實對感應過電壓具備限制效果。

4 結語

從上面的分析中可以看出，地線的架設對于線路上雷電感應過電壓具有明顯防護作用，而在架設地線的方式上，可以將其架設在配電線路的導線上方并且將其盡量靠近導線，這樣來提升地線在雷電感應過電壓方面的防護作用，以便有效發揮地線在配電線路當中的保護作用，保證配電線路的運行穩定性。

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