架空配電線路雷擊分析與防治措施

康鑫

【摘 ?要】隨著我國經濟的快速提升，人們對電力使用需求的可靠性和穩定性要求變得越來越高。配電線路以及設備出現故障不僅會給人們的生活帶來不便，同時也會給企業造成巨大的經濟損失，進而降低電力公司供電服務的水平。近些年來因為雷電所導致的電力事故層出不窮，在整個電力事故原因中占據很大的比例，所以我們要對配電線路設置中的防雷工作進行探討，提出相應的防范保護策略。

【關鍵詞】架空配電線路;雷擊;防治措施

1雷電的破壞

（1）雷電感應。天空中的帶電云層和與大地之間產生的巨大靜電場。在雷擊作用下出現大范圍的電力釋放，當正負電荷與附近地面中的導體、電力線路以及金屬設備相接時，就會產生束縛電荷。由于無法快速疏散電荷而形成了感應過電壓。尤其是當雷擊放電與輸電線路相交時這種感應器過電壓的數值可達到數百千伏，瞬間導致整個電力網絡中的線路由于電流和電壓過大出現絕緣閃絡的現象，進而影響到整條線路上的所有連接的電氣設備受到破壞。

（2）直接雷擊。當雷電直接擊打在架空電線路或是與建筑物接觸時，強大的雷電所造成的電波會沿著輸電線路直接進到建筑內部。同時高電位以及閃絡放電的原因造成室內電氣設備的損壞。雷電生成的電流值和電壓數值非常高，低則幾萬伏瞬間電壓值可達到幾百萬伏。而且它出現的時間非常短暫，短時間所釋放出的巨大能量從功率角度來看具有強大的破壞力。

2雷擊類型及成因

2.1直擊雷

直擊雷主要是指在自然條件下，配電線路直接受到雷擊的干擾，導致線路隨之產生非常強烈的電流，并因此對該線路上的相關配電裝置帶來直接的損害。雷電直接擊中桿塔頂部是該地區最普遍的雷擊現象，這使得其大量的桿塔在這個過程中受損或者被擊毀，同時配電線路也因此被迅速破壞。

2.2地電位提高

在配電線路架空過程中，在遭受到雷擊之后，在各方面因素的共同作用下并未被擊毀，并且還能夠處于正常運行狀態。但由于雷電流在直接傳到大地之后，會致使其電位因此得到了迅速的增強。地電位的增強可致使接地電壓因此得到了迅速的提升，甚至可能出現超出線路本身承受電壓的情況，這就導致配電設備遭受損害，嚴重情況下還可導致整個線路均陷入到癱瘓狀態下。

根據相關測算數據顯示，配電線路在遭受到雷擊之后，雷電流隨之被引入到地下，并因此產生10Ω的電阻，這就使得接地電壓能夠被迅速增強，并升高到100kV，從而導致整個配電線路的總接地電壓迅速上升到200kV。在這種情況下，若不及時將線路切斷，那么過高的電壓會導致其周圍的配電裝置在短時間內就被燒毀，從而使得整個配電網的運行受到較大影響。

雷擊本身屬于一種自然天氣反應，但其產生實際上是一個電荷放電的過程，瞬間產生的雷電電壓也能夠迅速增加達到400kV，這遠遠超出架空配電線路所能夠承擔的額定電壓，一旦配電線路遭受到雷電的影響，就極易發生相關配電裝置被損毀的情況，從而致使整個線路無法正常運轉。為此，在對架空配電線路進行設計的過程中，結合其所處的地理環境、地形地質情況以及線路分布情況，采取相應的雷電防護非常有必要。

3防雷的措施

3.1科學合理規劃設計送電線路

為有效提升送電線路發展建設防雷能力，首先，最為根本的是對線路自身基礎設備設施做出保障，線路傳輸系統的基礎設備設施建設需最大程度減小引發雷擊范圍，從而對地理位置進行規劃有效降低雷擊情況的發生。比如，基礎線路建設階段，需盡可能排除水資源、礦產資源等區域，增強送電線路鄰近區域的絕緣范圍，確保傳輸穩定不受影響。又如，某地區線路基礎設備設施建設階段，對施工區域采取仔細勘察，對線路基礎設備設施建設進行科學合理的規劃設計，有效減小線路實際運行階段雷擊跳閘等現象的發生概率。

3.2合理選取絕緣

對于送電線路，絕緣配合需對電氣設備荷載電壓以及保護裝置特點和絕緣耐受性等因素進行綜合全面的考量與分析，合理明確設備設施的實際絕緣能力，減小絕緣引起的問題，使設備設施的檢修維護更加方便，節約建造成本。選取絕緣子串數量時，需確保破壞強度較高，絕緣強度較強，承受過電壓能力優秀。選取塔頭絕緣，考慮大氣環境與絕緣子串通空氣間隙之間存在的放電電壓，由于空氣密度與濕度會對電壓產生較大影響，空氣密度與濕度較大情況下，放電電壓相對較大，濕度一定情況下，絕緣表面可形成閃絡現象。

3.3架設避雷線

架設避雷線防雷措施，在送電線路應用較為普遍，避雷線可以有效防止雷電對導線部分造成雷擊，還可以對電流進行有效分離，減小桿塔存在的實際雷電電流，從而減小塔頂位置存在的實際電位。耦合導線，則能夠減小絕緣子存在的有效電壓;屏蔽導線，可以降低導線實際存在有效感應過電壓。通常情況下，線路電壓較高時避雷線實際效果較為明顯，與此同時，避雷線成本相對較低。規范標準明確要求，高壓送電線路避雷線設置應進行全線設置。

為增強避雷線屏蔽導線的實際效果，使雷電無法繞過避雷線對導線造成雷擊，需減小繞擊率。避雷線邊導線保護角范圍需規定為20°～30°之間較為適宜，高壓線路設置為20°上下較為適宜，特高壓線路以及超高壓線路設置應不高于15°為適宜。

3.4安裝避雷器

（1）無間隙型。避雷器同導線之間采取直連，對電站型避雷器做出借鑒與延續，帶有穩定的吸收沖擊能量，運行與操作電壓情況下，無放電延時與串聯間隙不發生動作，避雷器自身不帶電，排除電器老化問題;串聯間隙上部與下部位置電極為垂直設置，放電特性無變化、分散性較小等特點。（2）帶串聯間隙型。避雷器同導線之間采取空間間隙進行有效連接，雷電電流出現則會承受工頻電壓產生的作用，可靠性良好運行期限較長等特點。帶串聯間隙型應用較為普遍，間隙存在的隔離效果，避雷器不需要考慮運行電壓與老化問題，故障問題對線路運行不產生影響。

3.5減小接地電阻

桿塔接地電阻增加的主要因素包括：（1）接地體發生腐蝕現象，特別是山區環境酸性土壤或是風化土壤情況下，較易產生化學反應腐蝕，連接點位置腐蝕情況最為嚴重。（2）山坡坡帶位置，雨水沖刷作用導致水土流失對線路穩定性造成影響。（3）外力形式造成破壞，接地引下線或是接地體出現丟失情況或是遭到外力破壞。接地電阻同耐雷能力存在反比關系，參考土壤電阻率，最大程度減小接地電阻，成為提升耐雷能力的重要方式。

具體措施包括：（1）對線路測試不符標準接地電阻做出全面仔細的再次檢測，對土壤電阻率做出檢測。（2）對檢查不符標準的桿塔放射線進行開挖，進行合理鋪設，對接地線進行合格連接。然后，對未設置接地引線的桿塔進行焊接，地接地電阻進行再次測試，對不符標準桿塔進行再次建設。（3）對設置接地電阻但不符標準桿塔，添加降阻模塊采取優化升級處理。

結論

在10kV架空配電線路的設置過程中，應當認識防雷設計在其中的重要性，同時也是保障線路實現安全運行的重要方法。結合當地的具體情況，在對地形地質條件進行綜合考察之后，在進行相關防雷方案的設計，并配置相關的防雷裝置，從而實現對雷擊事故的控制，為整個配電線路構建一個安全的運行環境。

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（作者單位：國網山西省電力公司陽泉供電公司）