配电线路防雷水平分析

2011-04-12陆洪军张娟娟

时代农机 2011年9期

陆洪军，张娟娟

（南宁市宾阳县气象局，广西南宁 530400）

电力系统是由发电厂、输电网、配电网和电力用户组成的，是将一次能源转换成电能并输送和分配到用户的系统。输电网和配电网统称为电网，是电力系统的重要组成部分。配电网是电力系统中直接与用户相连并向用户分配电能的重要环节，由架空线或电缆配电线路、配电所或配电变压器、断路器、补偿电容、各种开关、继电保护、自动装置、测量和计量仪表以及通信和控制设备等组成，除因电网结构薄弱、停电检修、拉闸限电等因素会导致配电网供电可靠性下降外，雷击也是造成配电网供电可靠性下降的一个重要因素。本论文主要结合配电线路的防雷措施，对当前配电线路的防雷水平进行分析，以期在此基础上提出有效可靠的配电线路防雷措施，并以此和广大同行分享。

1 当前配电线路防雷措施应用水平探讨

（1）配电线路防雷水平性能指标。衡量线路防雷性能优劣的重要指标一般有两个：一是线路耐雷水平，一是线路雷击跳闸率。线路耐雷水平是指雷击线路时，线路绝缘子不会发生闪络的最大雷电流幅值。低于耐雷水平的雷电流击于线路不会引起闪络，反之，则必然会引起闪络。配电线路雷电流超过线路耐雷水平引起绝缘子发生闪络冲击时，由于冲击闪络时间很短不会引起线路跳闸，但若在雷电消失后由工作电压产生的工频短路电流电弧持续存在，将引起线路跳闸。线路雷击跳闸率是指每100km线路每年 (折算到40个雷暴日下)由雷击引起的线路跳闸次数，它是衡量线路耐雷性能的综合指标。线路耐雷水平越高，雷击跳闸率越低，说明线路的防雷性能越好。所以如何提高线路耐雷水平，降低雷击跳闸率是防雷设计中非常重要的工作。

（2）当前配电线路防雷应用措施。①接闪器，避雷针及其变形产品避雷线、避雷带、避雷网等统称为接闪器。历史上对接闪器防雷原理的认识产生过误解。当时认为：避雷针防雷是因为其尖端放电中和了雷云电荷从而避免了雷击发生。所以当时要求避雷针顶部一定要是尖端，以加强放电能力。后来研究表明：一定高度的金属导体会使大气电场畸变。这样，雷云就容易向该导体放电，并且能量越大的雷就越易被金属导体吸引。这样接闪器的防雷是因为将雷电引向自身而防止了被保护物被雷电击中。现在认为任何良好接地的导体都可能成为有效的接闪器，而与它的形状没有关系。②引下线，引下线的作用是将接闪器的雷电流安全的导引入地。引下线应与各层均压环焊接，采用10mm的圆钢或相同面积的扁钢。对于框架结构的建筑物，引下线应利用建筑物内的钢筋作为防雷引下线。采用多根引下线不但提高了防雷装置的可靠性，而且多根引下线的分流作用可大大降低每根引下线的沿线压降，让雷电流均匀入地，便于地网散流，以均衡电位，减少侧击的危险。同时，均匀对称布置可使引下线泻流时产生的强电磁场在引下线所包围的建筑物内相互抵消，减小雷击感应的危险。③接地体，接地体是指埋在土壤中起散流作用的导体，接地体应采用钢管(直径大于 50mm，壁厚大于3.5mm)、角钢(不小于 50mm×50mm×5mm)、扁钢(不小于 40mm×4mm)，并应将多根接地体连接成地网。地网的布置应优先采用环型地网。引下线应连接在环型地网的四周，这样有利于雷电流的散流和内部电位的均衡。垂直接地体一般长为1.5～2.5m，埋深0.8m，地极间隔5m，水平接地体应埋深1m，其向建筑物外引出的长度一般不大于50m。

2 配电线路防雷措施的优化与提高

（1）线路型避雷器的应用。无串联间隙型避雷器直接与导线连接，利用避雷器电阻的非线性特性保护绝缘子串，与带串联间隙型相比具有吸收冲击能量可靠，无放电延时的优点。同时，为防止避雷器本身故障时影响线路正常运行，无间隙避雷器一般装有故障脱落装置，即带脱离装置的无间隙型避雷器。带脱离装置的无间隙型避雷器通过脱离器与导线相连。脱离装置由脱离器、绝缘间隔棒等组成。在正常情况下，通过雷电流和操作过电压电流，脱离器均不动作；在异常情况下，当避雷器发生故障损坏时，工频电流通过脱离器，脱离装置能可靠动作，使损坏的避雷器自动与导线脱离，保证正常供电，绝缘间隔棒保持导线与避雷器之间有足够的绝缘距离。

（2）采用带间隙的线路避雷器保护进线段终端杆。带串联间隙型避雷器与导线通过空气间隙来连接，间隙击穿电压低于绝缘子串的闪络电压，正常时避雷器处于休息状态，不承受工频电压的作用，只在一定幅值的雷电过电压作用下串联间隙动作后避雷器本体才处于上作状态，因此具有电阻片的荷电率较高，雷电冲击残压降低，可靠性较高，运行寿命较长等特点。因串联间隙的隔离作用，避雷器本体部分(即装有电阻片的部分)基本上不承担系统运行电压，可以不考虑长期运行电压下的电老化问题，且本体部分的故障不会对线路的正常运行产生隐患。