配電線路架設(shè)地線對(duì)雷電感應(yīng)過(guò)電壓的防護(hù)效果

張楠

摘 要：雷電感應(yīng)過(guò)電壓是配電線路當(dāng)中的主要保護(hù)對(duì)象，而架設(shè)地線對(duì)于雷電感應(yīng)過(guò)電壓具有重要保護(hù)作用，因而對(duì)地線線路感應(yīng)過(guò)電壓模型進(jìn)行計(jì)算對(duì)地線的架設(shè)位置進(jìn)行研究，對(duì)于保護(hù)配電線路運(yùn)行安全性具有重要價(jià)值該文主要對(duì)配電線路當(dāng)中架設(shè)地線在雷電感應(yīng)過(guò)電壓當(dāng)中的防護(hù)效果進(jìn)行了分析探討，以期能夠不斷促進(jìn)配電線路的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：配電線路;架設(shè)地線;過(guò)電壓

對(duì)于配電線路來(lái)說(shuō).本身的絕緣水平較低，很可能發(fā)生雷擊故障.雷擊故障一旦發(fā)生會(huì)對(duì)雷擊線路附近的建筑物造成影響，影響人民群眾正常的用電需求，甚至嚴(yán)重者還會(huì)影響人民群眾生命財(cái)產(chǎn)的安全。雷擊發(fā)生的時(shí)候，在配電線路上會(huì)發(fā)生雷電感應(yīng)過(guò)電壓，這一感應(yīng)過(guò)電壓會(huì)造成配電線路的電壓閃絡(luò)，因此對(duì)雷電感應(yīng)過(guò)電壓的防護(hù)主要入手點(diǎn)就是降低電壓閃絡(luò)次數(shù)，架設(shè)地線能利用地線拉近導(dǎo)線與大地間零電位距離，降低感應(yīng)過(guò)電壓值。

1 雷電感應(yīng)過(guò)電壓對(duì)配電線路產(chǎn)生的影響

在夏秋季節(jié)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(fā)生雷擊時(shí)容易受到附近建筑物或是大地的影響在導(dǎo)線上產(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓，如果電壓量較大就會(huì)直接造成線路內(nèi)部絕緣子損壞，導(dǎo)致線路短路故障的出現(xiàn)，影響人們的正常生活實(shí)用，甚至可能會(huì)對(duì)人民群眾的生命安全帶來(lái)影響。

1.1 避雷器的影響

避雷器在線路當(dāng)中起著保護(hù)線路免受雷擊的影響作用，在發(fā)生雷擊時(shí)其所產(chǎn)生的電流如果超過(guò)配電線路范圍就會(huì)啟動(dòng)避雷器，對(duì)電流進(jìn)行分流，將感應(yīng)電流流入到大地當(dāng)中，從而對(duì)絕緣子部分的電壓進(jìn)行限制，保護(hù)配電線路的運(yùn)行安全，減少雷擊傷害。但雷電感應(yīng)過(guò)電壓要是過(guò)大，避雷器自身承載能力較差，在出現(xiàn)較大電流時(shí)會(huì)出現(xiàn)損壞，直接導(dǎo)致避雷器的故障，或是避雷器在長(zhǎng)久應(yīng)用過(guò)程中由于發(fā)生腐蝕，導(dǎo)致電流無(wú)法流入到大地當(dāng)中，給避雷器帶來(lái)了嚴(yán)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(hù)配電線路的運(yùn)行安全，在出現(xiàn)雷擊時(shí)絕緣子會(huì)發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象導(dǎo)致絕緣子出現(xiàn)損壞，特別是在夏季雷雨頻發(fā)的時(shí)候，由于不斷受到雷電影響，雷電的感應(yīng)過(guò)電壓也會(huì)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(guò)承載能力，加上外界因素的影響，導(dǎo)致絕緣子出現(xiàn)損壞，直接影響配電線路的安全。

2 配電線路架設(shè)地線對(duì)雷電感應(yīng)過(guò)電壓的防護(hù)效果

2.1 地線對(duì)雷電過(guò)電壓的限制效果

2.1.1接地電阻的限制效果

配電線路運(yùn)行過(guò)程中，通常會(huì)采用自然接地的形式架設(shè)地線，而這種接地方法下產(chǎn)生的電阻較高，再加上大地電阻，二者的電阻值就會(huì)非常高，這種情況下就需要對(duì)電桿電阻進(jìn)行限制。配電線路中，由于過(guò)電壓，配電線路中段位置的過(guò)電壓存在最大值，并且根據(jù)時(shí)間的發(fā)展而產(chǎn)生波動(dòng)性變化。配電線路中架設(shè)地線在一定程度上限制了雷電過(guò)電壓的產(chǎn)生，也影響了雷電過(guò)電壓對(duì)于線路安全的影響。接地電阻的存在會(huì)對(duì)配電線路中的過(guò)電壓帶來(lái)一定的影響，電壓幅值的上升會(huì)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)電阻的上升，但絕緣子電壓幅值則越小，因此可以對(duì)絕緣子起到一定的保護(hù)效果，盡量減少配電線路在雷電環(huán)境下受到感應(yīng)過(guò)電壓影響導(dǎo)致絕緣子與避雷器損壞。

2.1.2安裝位置的限制效果

配電線路中，地線架設(shè)的具體位置也會(huì)對(duì)雷電感應(yīng)過(guò)電壓的防護(hù)效果產(chǎn)生影響。因此，在具體安裝地線的時(shí)候，要選擇合理的地線架設(shè)位置，合理控制地線架設(shè)高度，同時(shí)架設(shè)雷電情況下配電線路中存在的感應(yīng)過(guò)電壓，對(duì)過(guò)電壓的值進(jìn)行計(jì)算，對(duì)線纜與絕緣子設(shè)置不同的參數(shù)，以之為基礎(chǔ)確定感應(yīng)過(guò)電壓的變化規(guī)律，并對(duì)其加以總結(jié)。

2.2 地線對(duì)雷電閃絡(luò)率的防護(hù)效果

2.2.1計(jì)算用參數(shù)

配電線路中，地線的架設(shè)可以起到有效的降低雷電閃絡(luò)率的效果。配電線路對(duì)感應(yīng)過(guò)電壓的耐受性能最為直觀的體現(xiàn)，就是感應(yīng)過(guò)電壓閃絡(luò)率。為了更好地研究與分析地線的架設(shè)對(duì)雷電感應(yīng)過(guò)電壓閃絡(luò)率的影響，可以通過(guò)對(duì)比未架設(shè)地線的配電線路，以及已經(jīng)架設(shè)地線的配電線路之間的感應(yīng)過(guò)電壓閃絡(luò)率來(lái)進(jìn)行分析。而在這個(gè)過(guò)程中，所使用的計(jì)算參數(shù)包括以下：（1）地閃密度Ng的計(jì)算，可以按照40個(gè)雷暴日進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)過(guò)一系列折算，確定地閃密度為2.78次/（km2·a）;（2）對(duì)于雷電沖擊閃絡(luò)電壓的計(jì)算。事實(shí)上，我國(guó)架空配電線路的絕緣配置方法各異，一般在雷電沖擊的情況下，絕緣子所承受的閃絡(luò)電壓在100kV～150kV之間。出于保障本次研究普遍性的需要，本次研究將100kV與150kV閃絡(luò)電壓作為絕緣閃絡(luò)效果的判定依據(jù)，以此為基礎(chǔ)討論配電線路的感應(yīng)過(guò)電壓閃絡(luò)率;（3）大地電阻率。對(duì)于配電線路的雷電沖擊來(lái)說(shuō)，大地電阻率是其中的一項(xiàng)重要影響因素，也是影響瞬變電磁場(chǎng)與傳輸線瞬態(tài)阻抗的基本參數(shù)，會(huì)對(duì)配電線路感應(yīng)過(guò)電壓閃絡(luò)率產(chǎn)生影響。本次研究所選擇的大地電阻率包括50Ω·m、100Ω·m、200Ω·m、500Ω·m、1000Ω·m和1500Ω·m;（4）配電線路線纜的具體參數(shù)為：A相線纜與地面之間的距離為11米，B相及C相線纜與地面之間的距離為10米，A相線纜與B/C相線纜之間的空間距離為1米，線纜截面積為185mm2，配電線路每一檔中間的水平檔距為80米，為配電線路的整體長(zhǎng)度為3200米，線路自然接地，電阻為Rg，以大地電阻率為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算而確定的。

2.2.2結(jié)果分析

如果絕緣子閃絡(luò)電壓為100kV，按照不同的大地電阻率對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，并判斷架設(shè)地線的配電線路雷電沖擊感應(yīng)過(guò)電壓閃絡(luò)率，及未架設(shè)地線的配電線路雷電線路沖擊感應(yīng)過(guò)電壓閃絡(luò)率，對(duì)二者進(jìn)行計(jì)算與比對(duì)。經(jīng)過(guò)計(jì)算與比對(duì)可以得知，無(wú)論是否架設(shè)了地線，大地電阻率的提升，配電線路中過(guò)電壓閃絡(luò)率的提升，其本質(zhì)都是由于大地電阻的上升，致使配電線路在受到雷電沖擊的一瞬間，電磁場(chǎng)產(chǎn)生瞬變，線路大地瞬態(tài)阻抗也發(fā)生了變化，配電線路的感應(yīng)過(guò)電壓急劇上升。

3 配電線路架設(shè)地線對(duì)電壓閃絡(luò)率的降低效果

雷電感應(yīng)過(guò)電壓對(duì)于配電線路的主要影響就是造成絕緣子兩端的電壓過(guò)大，而產(chǎn)生雷電感應(yīng)過(guò)電壓.影響到電路的故障，造成電壓閃絡(luò)，電壓閃絡(luò)的頻率也就是雷電感應(yīng)過(guò)電壓對(duì)配電線路影響的具體效果和水平，因此對(duì)于具體的架設(shè)電線對(duì)配電線路雷電感應(yīng)過(guò)電壓的限制效果上需要從配電線路架設(shè)地線中電壓閃絡(luò)率的具體參數(shù)來(lái)分析。配電線路的電壓閃絡(luò)率能直接反映出地線景觀改造之后對(duì)雷電感應(yīng)過(guò)電壓的承受能力，而對(duì)于電壓閃絡(luò)率的主要運(yùn)算可以從以下參數(shù)來(lái)選擇：①將地閃密度Ng設(shè)為4O個(gè)雷暴日，取值2.78次;②從目前的實(shí)際情況來(lái)具體分析，配電線路架設(shè)地線的位置不同造成了不同的絕緣配置.而不同的配電位置在雷擊發(fā)生時(shí)的效果并不相同。在雷擊發(fā)生的時(shí)候，通常當(dāng)電壓在100～150kV時(shí)，絕緣子會(huì)發(fā)生閃絡(luò)，為了覆蓋多數(shù)情況，選擇100與150kV作為判斷依據(jù).根據(jù)這一變化過(guò)程來(lái)計(jì)算感應(yīng)過(guò)電壓閃絡(luò)率;③對(duì)應(yīng)的電阻率則取特殊值：50，500，1500等;電桿的接地模式一般選擇自然接地模式。

4 結(jié)束語(yǔ)

整合闡述，隨著配電線路中的電桿接地電阻的提升，配電線路地線中的感應(yīng)過(guò)電壓會(huì)有明顯的上升，絕緣子承受的過(guò)電壓會(huì)在很大程度上下降，基于此，如果在配電線路中進(jìn)行地線架設(shè)，則可以起到對(duì)過(guò)電壓的防護(hù)效果，因此并不必再增加降低電阻的措施，可以通過(guò)電桿自然接地的方式起到雷電沖擊的防護(hù)效果。另外，在配電線路中架設(shè)底線，還可以有效降低雷電沖擊感應(yīng)過(guò)電壓閃絡(luò)發(fā)生的概率，并降低閃絡(luò)情況對(duì)配電線路造成的影響。

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