淺談農(nóng)村電網(wǎng)的防雷保護(hù)

劉娜 王文博

摘要：農(nóng)村電網(wǎng)特別是中、低壓電網(wǎng)發(fā)生雷害的幾率較高，如何做好農(nóng)村電網(wǎng)的防雷工作十分重要。現(xiàn)在各種農(nóng)網(wǎng)改造和即將大面積開(kāi)始的煤改電線路改造中，做好防雷工作，可以大大提高線路的安全運(yùn)行。本文對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)和配變的防雷保護(hù)提出一些措施。

關(guān)鍵詞：農(nóng)網(wǎng);防雷保護(hù)

引言

現(xiàn)在農(nóng)村用戶的生產(chǎn)、生活與安全用電密切相連，一旦停電將無(wú)法正常工作生活。我市每年平均將有30-40個(gè)雷暴日，雷害造成的線路掉閘將占全部掉閘的60%，必須把處理好農(nóng)村電網(wǎng)的防雷保護(hù)工作放在重要位置來(lái)抓，收集雷害資料，劃分雷害區(qū)域，結(jié)合農(nóng)網(wǎng)改造采取有效的防雷保護(hù)措施，才能保證農(nóng)網(wǎng)高低壓線路提高耐雷水平，安全、可靠運(yùn)行。

一、現(xiàn)狀

農(nóng)村電網(wǎng)供電半徑大、分支線路多、設(shè)備多、分布廣泛的特點(diǎn)，它直接擔(dān)負(fù)著向廣大農(nóng)村用戶和廠礦的供電任務(wù)，在雷雨季節(jié)一旦發(fā)生雷害事故，不僅影響到用戶的日常用電和經(jīng)濟(jì)損失還可能威脅到人身的安全性。農(nóng)村電網(wǎng)發(fā)生的雷害事故主要表現(xiàn)在：（1）配電變壓器受雷擊的損壞率較高;（2）架空配電線路頻繁發(fā)生雷擊斷線事故;（3）低壓配網(wǎng)受雷擊分很多種情況，往往會(huì)造成家電損壞或人身傷亡事件。

二、農(nóng)網(wǎng)配電變壓器的防雷保護(hù)

農(nóng)村電網(wǎng)中配電變壓器絕大多數(shù)為Y/Y接線，當(dāng)高壓側(cè)落雷時(shí)三相同時(shí)進(jìn)波，高壓側(cè)避雷器動(dòng)作放電，雷電流加到低壓側(cè)的大壓降，可能將把低壓側(cè)線圈絕緣擊穿，同時(shí)在器高壓繞組上按其變比電磁感應(yīng)出高電壓，在高壓側(cè)中性點(diǎn)上達(dá)到最大值，使中性點(diǎn)絕緣擊穿，這種反變換引起的過(guò)電壓還可能擊穿高壓繞組的層間或匝間絕緣[1]。

另外，當(dāng)配電變壓器低壓側(cè)遭受雷擊時(shí)，低壓側(cè)的沖擊波也將按變比在變壓器的高壓側(cè)感應(yīng)出電壓，其大小正比于進(jìn)波電壓的幅度、變壓器的變比，反比于接地裝置接地電阻的大小，其幅值高達(dá)能擊穿高壓側(cè)的絕緣，即為正變換形成的高電壓。

為防止通過(guò)正反變換引起的過(guò)電壓使變壓器絕緣損壞，除在配電變壓器高壓側(cè)加避雷器保護(hù)外，在低壓側(cè)也加裝避雷器保護(hù)。實(shí)踐證明，加裝低壓避雷器對(duì)減少雷擊損壞配電變壓器的事故時(shí)十分有效的。至于裝了低壓避雷器仍有少量配電變壓器發(fā)生雷擊損壞的情況，其主要原因如下：

1、低壓避雷器殘壓較高，正反變換會(huì)損壞變壓器的絕緣;2、制造工藝參差不齊、絕緣缺陷、嚴(yán)重老化、長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷、維修不到位均會(huì)引起變壓器損壞;3、變壓器接地不良，電阻超出標(biāo)準(zhǔn)值。

為了減少配電變壓器雷擊受損事件，應(yīng)采取下面措施：

（1）雷雨季節(jié)前對(duì)配變高低壓側(cè)的避雷器做定期試驗(yàn)，及時(shí)處理修正不合格的避雷器;

（2）監(jiān)測(cè)配電變壓器的負(fù)荷運(yùn)行情況，處理過(guò)載情況，盡可能在最優(yōu)負(fù)載率附近運(yùn)行，保證周期壽命;

（3）定期對(duì)配變做檢修試驗(yàn)、測(cè)量接地電阻;

（4）若配電變壓器接地電阻偏高，則采取措施，比如使用降阻劑、延伸接地極;

（5）配變的高、低壓側(cè)采用兩個(gè)接地裝置，使低壓側(cè)零線與高壓側(cè)避雷器的接地裝置保持三米及以上的距離。

三、農(nóng)網(wǎng)低壓線路的防雷保護(hù)

多雷地區(qū)的農(nóng)網(wǎng)低壓架空線路、進(jìn)戶線常常遭受雷擊，有以下幾種情況：

（1）線路或進(jìn)戶線遭遇直擊雷或感應(yīng)雷;

（2）雷反擊到線路或進(jìn)戶線上;

（3）雷擊變臺(tái)的高壓側(cè)后，卻竄到低壓線路或進(jìn)戶線。

雷害事故調(diào)查分析指出多雷地區(qū)受雷害危害較大，造成人身或財(cái)產(chǎn)安全受損，要重視多雷區(qū)的地區(qū)特性，做好防雷保護(hù)措施，如下：

（1）農(nóng)網(wǎng)改造過(guò)程中，低壓線路都使用砼桿和鐵橫擔(dān)，逐步淘汰不良絕緣的木質(zhì)品。

（2）多雷地區(qū)的砼桿鐵橫擔(dān)的低壓架空線路，每隔100—200米把支持導(dǎo)絕緣子鐵腳接地。一般地區(qū)接地電阻值要求不超過(guò)30歐，如果是高土壤電阻率地區(qū)則不超過(guò)50歐[2]。砼電桿鐵橫擔(dān)具有自然接地作用，少雷地區(qū)可酌情不必鐵腳接地。

（3）如果是特殊重要的低壓用戶，在建筑物前的低壓線路50米左右處安裝一組低壓避雷器，在建筑物內(nèi)再加裝一組低壓避雷器，全部可靠接地。

四、關(guān)于農(nóng)網(wǎng)配電線路雷擊斷線的保護(hù)

1、農(nóng)村配網(wǎng)絡(luò)受雷擊斷線的事故較多，造成長(zhǎng)時(shí)間停電甚至人身傷亡事故，危害較大。發(fā)生雷擊斷線事故的原因主要是因?yàn)榕潆娋€路的絕緣水平低造成的。大部分配電線路設(shè)備運(yùn)行年久老化，健康程度較差，有的線路至今還用著p—15型絕緣子，所以很容易閃絡(luò)擊穿，發(fā)生雷擊斷線。

2、絕緣導(dǎo)線應(yīng)用以來(lái)，線路故障率大大下降，但依然容易遭受雷擊，且容易發(fā)生斷線。絕緣導(dǎo)線的雷擊斷線特性不同于裸導(dǎo)線。當(dāng)雷擊于絕緣導(dǎo)線時(shí)，絕緣子因過(guò)電壓閃絡(luò)，同時(shí)擊穿了導(dǎo)線的絕緣層，絕緣層又起到阻礙電弧沿著導(dǎo)線表面向兩側(cè)移動(dòng)的作用，導(dǎo)致數(shù)千安培的工頻電弧電流只能滯留在絕緣擊穿點(diǎn)上，導(dǎo)線很快就能發(fā)生熔斷[3]。

通過(guò)分析，為了減少農(nóng)網(wǎng)雷擊斷線的事故，要進(jìn)一步提高配電線路的絕緣水平，切實(shí)做好以下防雷保護(hù)措施：

（1）因地制宜，北方風(fēng)沙大，適合采用機(jī)械強(qiáng)度較大且絕緣水平較高的橫擔(dān)。

（2）配電線路采用水泥桿鐵橫擔(dān)時(shí)，使用的絕緣子要求比線路額定電壓再高一級(jí)，比如可用p—20型或新型合成絕緣子，對(duì)于污穢地區(qū)的配電線路，為了增大絕緣子爬距，對(duì)耐張桿塔，可采用雙吊絕緣子。

（3）因配電線路點(diǎn)多、面寬、線長(zhǎng)，考慮其經(jīng)濟(jì)性，可利用導(dǎo)線三角形排列的最上面導(dǎo)線起到避雷線的作用，可在絕緣子上，每隔一定距離就裝設(shè)一個(gè)接地的保護(hù)間隙用來(lái)防止雷害事故。

（4）配電線路絕緣薄弱，可以在個(gè)別薄弱的金屬桿塔、特別高的桿塔、終端桿上，加裝避雷器進(jìn)行防雷保護(hù)。

（5）根據(jù)配電線路上的電氣設(shè)備的不同特性進(jìn)行不同的防雷保護(hù)，如配變、斷路器和隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)采用差異性的保護(hù)裝置，如不同的避雷器或保護(hù)間隙。

（6）為了確保配電線路遭受雷擊后雷電流的有效釋放，改善配電線路桿塔和防雷裝置的接地電阻。根據(jù)土壤電阻率的不同，可采用不同的降阻材料減小接地電阻。

（7）雷電過(guò)電壓幅值大，但作用時(shí)間極短，絕緣子的熱破壞多由雷電流過(guò)后的工頻續(xù)流即電網(wǎng)的電容電流造成，當(dāng)電網(wǎng)電容電流大于10A時(shí)可安裝自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧裝置。

（8）絕緣導(dǎo)線的防雷可采用以下措施：

A、采用防雷絕緣子。在雷害活動(dòng)較頻繁的地區(qū)將普通絕緣子更換為防雷絕緣子，每3基電桿增加一處接地裝置。

B、在架空絕緣線路直線桿負(fù)荷側(cè)安裝放電線夾。

C、在多雷區(qū)按照一定距離安裝線路過(guò)電壓保護(hù)器，即帶有外間隙的氧化鋅避雷器。

D、為了使電弧較易熄滅，可考慮延長(zhǎng)閃絡(luò)路徑，增加絕緣子的絕緣強(qiáng)度。

E、在多雷區(qū)桿塔局部剝離導(dǎo)線的絕緣層，使該部分成為性能不同的裸導(dǎo)線，使電弧工頻電流不聚集在擊穿點(diǎn)，能在剝離的裸導(dǎo)線部位滑動(dòng)減少斷線風(fēng)險(xiǎn)。

結(jié)束語(yǔ)

為了減少雷擊對(duì)電網(wǎng)損害，要切實(shí)做好防雷保護(hù)措施，比如在配變的低壓側(cè)加裝避雷器作防雷保護(hù);對(duì)重要用戶的低壓線，將電桿的絕緣子鐵腳可靠接地，對(duì)特殊重要的低電壓用戶，加裝低壓避雷器。結(jié)合農(nóng)網(wǎng)改造采取有效的防雷保護(hù)措施，才能保證農(nóng)網(wǎng)線路提高耐雷水平，安全、可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜欣軍，劉雪梅. 配電網(wǎng)的過(guò)電壓保護(hù)問(wèn)題[J]. 經(jīng)濟(jì)技術(shù)協(xié)作信息，2009（36）：175.

[2]臧天權(quán)，尚有為.農(nóng)村電網(wǎng)改造過(guò)程中的防雷保護(hù)[J].電力學(xué)報(bào)，2001（03）：231-232.

[3]黃生.淺談10kV架空絕緣導(dǎo)線防雷措施[J]. 科學(xué)與財(cái)富，2016（8）：645-645，644.

北京華晉中通電力工程設(shè)計(jì)有限公司山西分公司 山西省大同市 037000

國(guó)網(wǎng)山西省電力公司大同市云岡區(qū)供電公司 山西省大同市 037000