淺談發電廠中壓配電系統防雷措施

廖連根

（江西大唐國際新余發電有限責任公司，江西新余338000）

淺談發電廠中壓配電系統防雷措施

廖連根

（江西大唐國際新余發電有限責任公司，江西新余338000）

配電系統的組成復雜性較強，由于該系統多處在室外，因雷電帶來的超電壓、直損雷、感應雷概率增加。雷電產生的過程中會有許多電子移動，也會產生電磁場，這對中壓配電系統的損害極大。同時，雷電的脈沖也會對該系統的信息傳輸產生危害，采用何種防雷路徑能夠使該系統在雷電環境下穩定工作，這一問題是相關人員當下的著眼點。主要對配電系統防雷措施進行了闡述，希望能夠提升該系統在雷電環境下的穩定性。

發電廠；中壓配電系統；防雷措施；配電設備

我國大型電氣生產中常常采用規格為6～35 kV的配電裝置為電力傳輸提供動力，由于這種規格的配電裝置絕緣導線的應用率較低，再加上配電系統復雜性較高，因此系統遭受雷電壓、直損雷、感應雷的概率增加。在受到雷電損耗后，該系統的穩定性遭到破壞，而且相關人員的安全性也得不到保證。隨著城市電氣輸送網絡革新程度的加深，絕緣導線在該系統中的應用和普及率增加。該路徑的應用能夠使相關設備的防雷性增加，也能夠使電能損耗量降低，提升輸送可靠性。但防雷漏洞依舊存在，因此，發電廠對規格為6～35 kV的配電系統采用相關防雷手段非常有必要。

1 配電雷災特點

1.1 針對架空路線

在中壓配電系統中，絕緣導線是架空段使用頻率較高的用料。當該部分受到雷電損耗時，會導致整體線路損耗。當雷電擊中該部分時，絕緣線路的阻隔層會被雷電擊穿，由于該部分電弧周圍存在絕緣材料，多余電子無法傳出，會導致在電弧中心處燃燒，進而導致輸送線路產生斷路現象。在雷擊后，由于導線固定處電阻大，局部熱量無法有效傳導，導致該處燒斷。在防雷路徑選擇中，相關工作者要綜合各種情況，使該防雷路徑效能最優化。

1.2 針對裸線

在中壓配電設備中也有裸線部分。當該部分遭受雷電損害時，其線路會因雷擊閃絡而使該部分線路的電荷向集中方向靠攏，電流頻率加大，整體電弧向負荷方向偏移，瞬間熱量產生過多，導致工頻輸送線路燒斷，從而引發變電設備故障，出現跳閘現象。這種情況一般不會引發線路斷開現象。

2 中壓配電設備防雷要求

2.1 一般區域

在中壓配電設備中，常采用絕緣用料。在電廠中，該區域應采用與地面相接處的水泥鋼筋混合支撐桿，并應設有一個與地面連接的鐵桿，二者與地面接觸的電阻值都不能超過30 Ω，在支撐柱上的控制系統處應設有雷電防護裝置，在常用電氣輸送線路上也要設置雷電防護裝置。該鐵柱在與地面相接觸處的電阻不應該超過10 Ω，為了防護雷電而在相關控制系統上設置的金屬殼與地面接觸處的電阻值不應當超過10 Ω。

超過35 kV的電氣輸送線路不需要在整體線路上設置雷電防護裝置，在雷電低發區外，應在3～5 kV電氣輸送桿線路上采用陶瓷或者絕緣用料作為其支撐橫擔。如果采用鐵質橫向載荷裝置，應在電氣輸送可靠性高的線路上采用絕緣子等級量更高的絕緣用料，以縮短故障檢修及消除時間，從而使雷擊率下降，減少因被雷電擊中而產生的跳閘和線路斷開現象。

2.2 交叉區域

在交叉區域所設定的電氣輸送線路的支架兩端的電阻值應當不小于其相鄰支撐桿的絕緣阻值。對于同級線路，當其通信路線出現相交叉現象時，應當增大導線的間距或下面雷電保護裝置的縱向距離。當導線溫度為40℃時，傳輸電壓為3～10 kV的電氣運輸線路距離不應小于2 m，輸送電壓為20～110 kV的輸電線路距離應該不小于3 m。針對以電荷流動最大允許量為截面選擇依據的線路，在對其進行相關校驗時，應當將其在允許溫度下的交叉間距作為著重點，該間距應該與其間隔電壓差異值不同，并且應該大于0.8 m。輸送電壓為3 kV及3 kV以上的輸送線路在與其他輸送或者通信線路交叉時，所用的支撐柱和雷電預防裝置應該不少于4基，并且這些支撐柱和雷電防護裝置都應該與地面相接；當輸送電壓為超過3 kV的路線與其他線路交叉時，要在兩端采用木質支撐桿支撐，并且應該在該支撐柱上采用具有排氣功能的雷電防護裝置或者間隔式保護裝置。如果其間隔距離在2 m以上，則該路徑不適用。

3 具體措施

3.1 架空線路

當該裝置被雷電直接擊中時，線路的絕緣子會出現閃絡現象，這是因為雷電對該系統的絕緣用料的破壞性較強。因此，在對中壓設備進行設計時，設計者可以在相關位置增加絕緣組件數量，或者在設計中采用能夠降低沖擊電壓的絕緣用料，從而使雷電對輸電線路的影響降低。

當雷電直接擊中支撐桿時，所產生的電流會通過桿體傳入地中。由于桿體在與地面連接處有電阻，雷電產生的電流會因有電阻存在而轉化為過電壓。該電壓存在于架空段，累計量過大會導致閃絡現象出現，從而引起短路故障，導致相關保護裝置跳閘。為了降低損害，相關人員可以采用降低支撐桿與地面連接處電阻或者降低架空段電感值的方法。在絕緣物體破損后，雷電積累量達到定額，會在電氣輸送路徑中產生過多的熱，燒斷輸送線路。為了對該現象進行防護，相關人員應該在絕緣組件兩側進行間隙電壓并聯，使該組件的雷電抵抗度增加，這樣可以使雷電產生的電流不大于導線的載荷最大值，避免導線斷裂事故的發生，降低相關組件的電感值，使設備的穩定性增加，也使設備的耐雷電能力增強。

3.2 開關柜

在電廠中，為了規范陳設，相關控制開關都設置在室內柜中。由于開關都在相關建筑中，不會遭受雷電直擊，但感應雷會對其造成損傷，所以該組分應該對感應雷進行防范。感應雷形成后，通過電氣輸送線路導入開關處，對其造成損傷，由于開關箱中所用電路連接線耐壓能力較差，當感應雷傳至此處時，電纜連接處極易產生斷路現象，使設備產生永久性破損。在工作中，相關人員應當增強電纜連接處的絕緣性，提升其對感應雷的抵抗度。另外，可以在開關箱中采用配電性雷電防護裝置，使電氣配傳裝置得到深層保護。采用該雷電防護路徑能夠使系統在雷電環境下穩定工作。

3.3 變壓器

配電所用的變壓器一般采用連接地面的路徑進行雷電防護，但依舊存在雷擊危險。對其造成損傷的主要是雷電產生的正反電壓，雷電經過變壓器流入地面，由于其與地面連接處有電阻存在，雷電經過該處形成電壓，該電壓會經過變壓設備傳至高壓端。為了對該現象進行防護，相關人員可以在變壓器電壓轉換處設置雷電防護裝置，防止雷擊產生的電流對相關組件造成傷害。為了防止相關組件在因地面產生的電阻上形成高壓沖擊，應該降低其與地面連接處的電阻，從而使雷電沖擊度被控制在合適范圍。

4 結束語

綜上所述，發電企業對中壓配電器采用相關雷電防護措施很有必要，但相關人員在設計中不應當把電氣供應可靠性作為著重點。輸送路徑采用絕緣子數量多的用料，可以降低該設備遭受雷電損害的概率，使電氣輸送可靠性提升。但是，該防雷路徑會使雷電電子傳至下游設備，使下路設備的絕緣系統遭到損害，該種情況也會帶來經濟損失。所以在防雷路徑選擇中，相關工作者要綜合各種情況，使該防雷路徑效能最優化。

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〔編輯：劉曉芳〕

TM862；TM621

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.14.077

2095－6835（2017）14－0077－02