淺談農村配電網防雷保護措施

張熊生

摘 要：隨著10kV配網線路絕緣化及自動化程度的提高，配網線路及設備遭受雷害的幾率有所增加，嚴重影響了配網線路運行可靠性。本文首先對雷電產生的損害進行了闡述，隨后對配網線路中常見的幾種雷害事故進行了分析，最后針對性的提出了多種科學有效的防雷保護措施。

關鍵詞：農村配電網；防雷；措施

農村的配電網是由10kV配電網和0.4kV用電網組成，配置設備絕緣性能較為低級，因此在雷雨災害多發的季節和時節，廣大農村的配電網會因為雷電的損害造成事故，輕則用戶大面積停電，給農業生產帶來不便，同時也影響人民的正常生活。重則發生重大火災等重大事故，造成嚴重的經濟損失、威脅人身安全。

一、 配網線路中多種雷害事故的分析

與35kV以上電壓等級的輸電線路相比，配網線路的防雷水平較低，加上網絡結構復雜，設備多樣等自身特點，使配網線路更易受到雷擊的損害，其中典型的雷害事故有以下幾種：

1.1架空絕緣線路雷擊斷線事故

新建線路和改造線路普遍采用絕緣導線，但是雷擊斷線事故發生率也大大超過了裸導線，主要原因為絕緣導線遭受雷擊時，被擊穿部位的導線絕緣層處成針孔狀，巨大的工頻短路電流不斷的流過針孔處，而絕緣層的存在使短路電流的弧根移動受阻，只能集中在針孔處燃燒，導致絕緣導線極易在雷擊處被燒斷。

1.2變壓器雷擊事故

變壓器雷擊事故的發生頻率較高，以福建寧化為例，每年的七月、八月為該地的雷雨多發天氣，也是每年變壓器雷擊事故的高發期，總結2014年和2015年兩年來的事故原因，主要有以下幾條：一個是由于閩西北山區丘陵地帶，避雷器受潮老化嚴重，致使絕緣程度受損；第二個原因是避雷器在變壓器上的安裝不規范，大部分變壓器只在高壓側裝設避雷器，而沒有在低壓側裝設，當變壓器高壓側線路遭受雷擊時，雷電流產生的感應電壓極易導致變壓器中性點擊穿而損害變壓器。

1.3其他配電設備雷擊事故

配電設備遭受雷擊的原因主要有接地電阻不合格，接地引線連接不規范，避雷器安裝不規范等。以福建寧化為例，由于地處山區，地下土壤電阻率較高，而接地裝置大都為扁鋼和圓鋼，接地鐵氧化腐蝕嚴重，經每年定期測量發現，舊設備接地電阻值不合格率偏高。再有，接地引線與配電設備或與接地裝置連接不夠可靠，有時多個設備接地引線使用一個接線頭，或者接地線與被保護設備外殼未有效連接。另外由于近年來配網自動化程度提高，新建配網線路大多要裝設分段開關和聯絡開關，然而許多開關只在一側安裝避雷器，另一側則沒有防雷措施，一旦線路遭受雷害將極易產生開路反射危害開關和刀閘。

二、配網線路防雷保護措施

防雷裝置一般包括接閃器、避雷器、接地引下線、接地裝置四部分組成。配網能有效防雷需保證避雷器具有較好的伏安特性；接地通道良好，接地引下線要在極短的時間內將雷電能量泄入大地；接地裝置的接地電阻越小，雷擊時設備上的殘壓就越小。在此針對防雷裝置的組成部分談談以下幾種防雷措施：

2.1加裝防雷柱式絕緣子

與普通針式絕緣子不同，該類絕緣子裝有引弧叉并且通過螺栓與絕緣子上端金具緊密相連，另一端為放電端，與安裝在絕緣子下端金具上的接地電極形成一個放電間隙。正常狀態下，防雷絕緣子的放電間隙不動作，只有超過規定雷電過電壓出現時，引弧叉與接地電極的間隙才能被擊穿，接續的工頻電弧便在線夾的引弧叉上燃燒，釋放過電壓能量，以保護導線免于燒傷。建議安裝時每3基左右電桿加1處接地，采用穿刺型絕緣子可降低了對導線的損傷且便于施工。

2.2加裝過電壓保護器

該類保護器為有串聯間隙金屬氧化物避雷器，由避雷器本體和放電間隙組成。保護器與10kV線路柱式絕緣子并聯安裝，架空絕緣線與過電壓保護器的引弧環組成空氣間隙。正常工作狀態時，間隙起隔離作用，把避雷器本體與系統隔開，使避雷器本體不承受輸電線路工頻持續運行電壓及系統出現的操作過電壓沖擊。當線路遭遇雷擊時，由于保護器伏秒特性低于線路絕緣子的伏秒特性，保護器串聯間隙優先放電，避雷器本體發揮作用，限制雷電過電壓幅值，并切斷工頻續流，避免絕緣線遭遇雷擊后斷線。建議安裝時，每基直線桿安裝3只，并帶有接地裝置。

2.3采用防雷導線耐張串

與普通耐張串不同的是，該類耐張串絕緣子近線夾端裝有放電金具用于定位雷電閃絡路徑和固定工頻電弧燒灼點，在絕緣子另一端裝有引弧金具組成固定式放電間隙，在系統正常運行狀態起到均勻電場、遭受雷擊過電壓時起到釋放雷電流而間隙不變的作用。安裝時建議每基耐張桿安裝6只，并帶有接地裝置。

2.4正確選擇和安裝避雷器

避雷器的安裝對配網線路的防雷起著舉足輕重的作用，然而在避雷器的選型和安裝上往往存在著或多或少的問題。目前最為成熟和常用的是氧化鋅避雷器，該類避雷器具有良好的非線性伏安特性、電氣絕緣性能好、介電強度高、抗漏痕、抗電蝕等優點。安裝方式上，建議在配電變壓器高壓和低壓側、在柱上分段開關和聯絡開關刀閘兩側同時安裝避雷器，最大限度的保護配網電氣設備。

2.5裝設避雷線和避雷針

如果資金充裕，可在雷害事故高發地段的配電線路上架設避雷線或安裝避雷針，由于避雷針的保護范圍較小，建議效仿35kV線路，在桿塔頂端架設一根鋼絞線，并安裝接地裝置，可有效保護線路免受雷害。

2.6采用新型接地材料

當前，石墨接地體已經廣泛興起，它是近幾年在接地工程中最常用的科學辦法。與傳統的扁鋼、圓鋼、角鋼、銅棒等接地材料相比，石墨型接地體具有降阻效率高、接地電阻穩定、減少地電位反擊、使用壽命長、抗腐蝕、無毒環保、施工安裝方便等優點。以永寧高速寧化收費站配電室為例，在實際應用中我們發現，被石墨接地模塊包裹的金屬電極可以隔絕土壤中的氧和水分與接地極的接觸，從而大大降低金屬電極的腐蝕速度，尤其是在鹽堿土壤中使用，其效果更為明顯。經開挖試驗證明，接地體表面形成鋼灰色的鈍化膜，接地體無腐蝕跡象，并且鈍化膜有進一步保護接地體免遭腐蝕的作用。

2.7加強對避雷器、接地裝置的巡視維護

每年需定期對避雷器進行耐壓試驗，對不合格的避雷器要及時更換，對接地電阻要堅持定期測量，對接地電阻值大于10歐的接地裝置及時給予更換，另外要加強對變壓器和配電設備的接地引線的日常巡視，發現缺陷要及時消除。特別是在日常維護和檢修時忽略的接地通道，是否存在接地引下線線徑小，接地通道接觸不良等問題。

三、結束語

配網線路的防雷保護需采用多方位綜合治理措施，各地需根據自己的自然條件和經濟能力制定出適合自己的治理措施，從技術上不斷創新整合，從管理上杜絕人為因素造成的雷事故。

參考文獻：

[1]配電變壓器防雷措施的探討 《國外煤炭》2007年06期

[2]農網配電臺區防雷分析 《農村電工》2007年07期