浅析配网电力线路防雷管理

蔡金铠

摘要：在配电网电力线路上，积极做好防雷管理，才能够保证电力系统的正常运行，从而有效地降低电力企业的经济损失。文章围绕配网电力线路防雷管理展开了探讨，重点从防雷管理的重要性认识、电力线路遭受雷击发生跳闸的原因、进行有效的防雷管理展开论述。

关键词：配网；电力线路；跳闸；防雷管理；接地杆塔；电力系统 文献标识码：A

中图分类号：TM863 文章编号：1009-2374（2015）35-0133-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.35.066

随着社会的进步以及国民生产的经济水平不断提高，人们的消费水平相应得到了提高。就用电方面而言，人们对用电的需求愈来愈大，对于供电中的一些供电设施，尤其是配电网络中的电力线路而言，由于遭受到雷击而出现跳闸问题，跳闸问题的出现又对供电的安全造成严重的影响。而雷电具有不可控性和随机性，对电力线路的危害特别大。所以，在供电中，一定要积极地加强电力线路的有效防雷管理，尽最大可能地降低事故的发生，进而有效地降低电力企业的经济损失。

1 电力线路遭受雷击发生跳闸的原因

一般情况下，由于电力线路的绝缘水平普遍不是很高，雷电击中导线而引起闪络是不可避免的，冲击闪络会转化为工频电弧，使得电力线路短路，从而发生跳闸事故。电力线路在遭受到雷击破坏过程中，其重要的影响因素主要包括以下方面：雷电强度、杆塔接地电阻、架空地线、线路绝缘放电的具体电压。

1.1 配网电力线路被雷电直接击中

一般而言，在电力线路中，所产生的大气过电压主要包括两种类型：自击雷过电压和感应雷过电压。在这两种类型电压中，感应雷过电压就是雷电击中了配网线路附近的某些地面之后，进而产生了电磁感应而引发的一种过电压。而自击雷过电压跟感应雷过电压有区别，它是雷电自接击中了配网电力线路而产生了一种电压。如果按照性质的区别，可以将配网电力线路遭受的雷击故障分为反击闪络和雷电绕击。在配网电力线路的运行经验中，通过资料显示，在配网电力线路遭受到的所有雷击中，危害性最大的应该是自击雷过电压。在进行的防雷措施中，由于配网电力线路对应防雷的策略不一样，故而在对防雷措施进行选择的时候一定要根据遭受雷击的具体原因进行选择。

1.2 配网电力线路遭遇到雷电绕击

在配网电力线路正常的运行经验中，模拟实验结果和现场实测结果都表明，配网电力线路遭受到雷电绕击的几率高低，有直接关系的是高压电力线路途经地的地质条件、地形地貌、避雷线对边导线保护角、杆塔高度等。一般而言，位于山地的电力线路所遭受到雷击的几率要比平原地带高2倍，其根本原因是在山区进行电力线路的架设的时候，杆塔的高差档距和所跨越的幅度都特别大，而线路在抵抗雷击过程中抗击能力有限，倘若这一地区的雷电活跃度较高，那么这一段的电力线路就会极容易受到袭击。

1.3 配网电力线路遭遇雷电反击

在雷电发生中，一旦雷电的电流经避雷线传到雷击杆，在迅速地传到接地和塔体的时候，会在瞬间提升塔杆电位的高度，造成导线出现过电压。而就在这一瞬间中，导线过电压和塔体电位合成的电流，在超过输电线路电压的时候，导线跟接地杆塔就会出现反击闪络。在雷击防范中，有效地减小分流系数、积极地增强线路的绝缘能力、最大程度地降低杆塔电阻、提高耦合系数均为电力线路防雷的重要方式。

2 防雷管理的重要性

配网电力线路防雷管理有着重要的意义，只有积极地做好配网电力线路防雷管理，才能够降低电力企业的经济损失。因为电力线路都是高耸于地面，而这些设施一般都位于比较空旷的地区且线路特别长，在雷雨季节极其容易遭受雷击。通过对资料的统计显示，一条高度为8米、长度为100千米的电力线路，在每一年里所遭受的雷击取平均值在4.8次。在电力正常运行中，根据经验，电力停电故障的主要原因之一就是雷击。另外，一旦电力线路发生了雷击，被雷击的线路还会对发电厂、变电所的安全运行造成意想不到的严重后果。所以说，积极地将电力线路防雷技术提高，一方面不仅可以有效保证电力系统的可靠、安全的供电；另一方面还可以有效地保护好发电厂和变电所的一切重要的电力设备，积极地为电力的安全运行提供保证。所以说，在配网电力线路中积极应用防雷技术做好防雷管理具有重要的意义。当然，就目前的防雷技术而言，还不能够真正做到对电力线路绝对防雷。在防雷过程中，还需要积极地根据不同的电力线路采取有针对性的措施进行防雷。在进行防雷中，需要考虑的因素较多，有雷电活动的情况、防雷设施、线路经过的气候状况、线路保护投资等各种因素，只有充分地对这些因素进行考虑，才能够制定出科学合理的防雷措施。

3 配网电力线路防雷管理的策略

3.1 接地地阻和避雷线的合理利用

在进行电力线路的防雷策略中，避雷线是其中重要的方法，可以对雷电的电流进行有效的分流。与此同时，还可以有效地起到屏蔽和耦合的作用。在实际使用避雷线的过程中，为了尽最大可能地减少避雷线电流造成的附加损耗，一定要采用一些方式方法对避雷线进行绝缘保护，其中“小间隙”的处理方式最为合适。在雷雨季节里，一旦发生雷击，就可以通过小间隙击透避雷线，进而达到有效地减少杆塔的接地电阻，最终避免雷电反击的发生。一般而言，配网电力线路的电压越高，其避雷线的积极作用就越明显。那么在线路造价比率上就会越少。按照要求，在110kV或者220kV以上等级的电压线路中，一定要在全线积极地架设避雷线。并且利用避雷线来降低雷电导致的过电压，主要是通过降低接地地阻来完成的。因此，降低接地地阻是防止电力线路被雷电击损的有效措施，同时也是最经济的措施之一。

3.2 配网电力线路中积极架设耦合地线

在配网电力线路防雷过程中，如果对杆塔的电阻无法做到有效减少，还可以采用另外一种方法进行防雷处理，即在导线下架设地线，其目的在于有效地增加地面和导线之间的耦合效果，达到对绝缘子的电压值有效减少的目的，并达到对雷电进行有效的分流。特别是对35kV及以下的一些电压等级的配网电力线路而言，在全线中可以架设避雷线，积极地通过消弧线圈接地处理，有效地避免相间短路故障和跳闸故障的出现。在三相线路和两相电路遭遇到雷击以后，会出现导线的闪络，这个时候不会出现跳闸的故障，因为闪络导线在防雷过程中所起到的作用跟地线的作用基本是一致的，可有达到有效的耦合作用，进而减少闪络导线上的电压值，最终达到提高配网电力线路抵抗雷击的能力。

3.3 配网电力线路中有效地增强线路的绝缘水平

由于电力线路在一些河流、公路等路段中的跨度相对较大，就必然增大了塔杆的危险。在雷雨季节里，一旦发生雷击，由于塔顶的电位处于最高值，必然就会产生感应过电压，因而就会增大雷电绕击状况的几率。在防雷过程中，为了有效地减少因为线路的问题而造成的跳闸故障出现，就有必要积极地提高线路的绝缘质量。

3.4 安装自动重合闸装置

电力线路故障一般都是瞬间发生的，如果等排除故障后，操作人员再去进行人工合闸，就会因为停电时间过长而给一些用户的生活和工作带来不便。因此，需要安装自动和闸装置来减少因人工而消耗的不必要时间。据统计，自动重合闸装置具有70%以上的成功率，所以自动重合闸装置具有运行稳定、维持连续供电的特点。例如，当雷击使得线路绝缘子表面出现闪络的情况，虽然不会造成线路的损坏，但是由于雷击产生的过电压使得电力线路短路，在这种情况下，继电保护装置会迅速断开电源，随着电弧的熄灭，故障会自动排除，然而如果有人员手动合闸就会增加停电时间，从而使得本该继续运转的机器停止运转，这就为用户带来了极大不便，而自动重合闸装置能够实现短时间内供电，使机器还没来得及停运就被继续供电使用，提高了供电的可靠性。

3.5 线路中绝缘弱点的维护

对于高杆线路而言，其多处都存在绝缘弱点，如电线的开关、电缆接头、跨越点和线路的交叉处都是其绝缘弱点。一旦被雷击中，这些绝缘弱点就极有可能出现短路现象，因此对于这些绝缘弱点要采取维护措施，以避免短路现象的出现。例如，可以在绝缘弱点部位安装专门的避雷器等装置。

3.6 配网电力线路中对线路避雷器的合理使用

对于全线架设避雷线的电力线路而言，也不可能避免过电压的出现，所以合理地使用避雷器也是一个关键性问题。如果雷击所致的过电压超出了避雷器所能承受的范围，那么避雷器就能够形成一个低阻抗通路，将雷击所产生的电流输送到地面，以阻止电压的升高，从而可以更加有效地保障电力线路的安全运行。

在雷击杆的附近或是塔顶架设避雷线，以雷击档距的中部导线为例，设雷电流为I=15kA，接地电阻值为R=10Ω，导线波阻抗Z约等于雷电通道的波阻抗Z1，且电阻值为400Ω，接地电阻值是远远小于雷电通道的波阻抗的电阻值的，因此我们可以近似地认为雷电经过塔杆流入大地的电流Igt为原始电流T的两倍，所以此时杆塔顶部位于杆塔上绝缘子的电位的电流值为最大电流值U，计算方式如下：

U=Igt*R=2IR=2*15*10=300kV

如果不架设避雷针，那么进入导线的雷电流就相当于沿着雷电通道而来的电流Io，此时雷击导线的最大电流U1为：

U1=Z/2*I/2=15/2*400/2=1500kV

所以由此可以比较，在架设避雷针之前的电位线路绝缘的电位比架设之后的绝缘电路的电位降低了大约5倍，因此避雷针的架设有效地降低了导线线路所要承受的电压。

4 结语

综上所述，在配网电力线路防雷管理中，电力线路遭受雷击发生跳闸的原因主要是线路被雷电直接击中、线路遭遇到雷电绕击、线路遭遇雷电反击，然后有针对性地采取配网电力线路防雷管理的正确策略，为配电网络的稳定和安全运行积极地提供可靠的保障。

参考文献

[1] 陆显明.浅谈配网电力线路防雷管理[J].科技与创新，2014，（18）.

[2] 秦晶晶.35kV配电线路防雷措施研究[D].长沙理工大学，2009.

（责任编辑：蒋建华）