配电线路架设地线对雷电感应过电压的防护效果

张楠

摘 要：雷电感应过电压是配电线路当中的主要保护对象，而架设地线对于雷电感应过电压具有重要保护作用，因而对地线线路感应过电压模型进行计算对地线的架设位置进行研究，对于保护配电线路运行安全性具有重要价值该文主要对配电线路当中架设地线在雷电感应过电压当中的防护效果进行了分析探讨，以期能够不断促进配电线路的发展。

关键词：配电线路;架设地线;过电压

对于配电线路来说.本身的绝缘水平较低，很可能发生雷击故障.雷击故障一旦发生会对雷击线路附近的建筑物造成影响，影响人民群众正常的用电需求，甚至严重者还会影响人民群众生命财产的安全。雷击发生的时候，在配电线路上会发生雷电感应过电压，这一感应过电压会造成配电线路的电压闪络，因此对雷电感应过电压的防护主要入手点就是降低电压闪络次数，架设地线能利用地线拉近导线与大地间零电位距离，降低感应过电压值。

1 雷电感应过电压对配电线路产生的影响

在夏秋季节由于雷雨天气较多，配电线路很容易受到雷电影响，加上低电压线路本身绝缘性能较差，在发生雷击时容易受到附近建筑物或是大地的影响在导线上产生感应过电压，如果电压量较大就会直接造成线路内部绝缘子损坏，导致线路短路故障的出现，影响人们的正常生活实用，甚至可能会对人民群众的生命安全带来影响。

1.1 避雷器的影响

避雷器在线路当中起着保护线路免受雷击的影响作用，在发生雷击时其所产生的电流如果超过配电线路范围就会启动避雷器，对电流进行分流，将感应电流流入到大地当中，从而对绝缘子部分的电压进行限制，保护配电线路的运行安全，减少雷击伤害。但雷电感应过电压要是过大，避雷器自身承载能力较差，在出现较大电流时会出现损坏，直接导致避雷器的故障，或是避雷器在长久应用过程中由于发生腐蚀，导致电流无法流入到大地当中，给避雷器带来了严重影响。

1.2 绝緣子的影响

绝缘子能够隔离外界的电流和电压，保护配电线路的运行安全，在出现雷击时绝缘子会发生闪络现象导致绝缘子出现损坏，特别是在夏季雷雨频发的时候，由于不断受到雷电影响，雷电的感应过电压也会加大，从而加重配电线路自身承受的电流，使得绝缘子的两端电压超过承载能力，加上外界因素的影响，导致绝缘子出现损坏，直接影响配电线路的安全。

2 配电线路架设地线对雷电感应过电压的防护效果

2.1 地线对雷电过电压的限制效果

2.1.1接地电阻的限制效果

配电线路运行过程中，通常会采用自然接地的形式架设地线，而这种接地方法下产生的电阻较高，再加上大地电阻，二者的电阻值就会非常高，这种情况下就需要对电杆电阻进行限制。配电线路中，由于过电压，配电线路中段位置的过电压存在最大值，并且根据时间的发展而产生波动性变化。配电线路中架设地线在一定程度上限制了雷电过电压的产生，也影响了雷电过电压对于线路安全的影响。接地电阻的存在会对配电线路中的过电压带来一定的影响，电压幅值的上升会导致节点电阻的上升，但绝缘子电压幅值则越小，因此可以对绝缘子起到一定的保护效果，尽量减少配电线路在雷电环境下受到感应过电压影响导致绝缘子与避雷器损坏。

2.1.2安装位置的限制效果

配电线路中，地线架设的具体位置也会对雷电感应过电压的防护效果产生影响。因此，在具体安装地线的时候，要选择合理的地线架设位置，合理控制地线架设高度，同时架设雷电情况下配电线路中存在的感应过电压，对过电压的值进行计算，对线缆与绝缘子设置不同的参数，以之为基础确定感应过电压的变化规律，并对其加以总结。

2.2 地线对雷电闪络率的防护效果

2.2.1计算用参数

配电线路中，地线的架设可以起到有效的降低雷电闪络率的效果。配电线路对感应过电压的耐受性能最为直观的体现，就是感应过电压闪络率。为了更好地研究与分析地线的架设对雷电感应过电压闪络率的影响，可以通过对比未架设地线的配电线路，以及已经架设地线的配电线路之间的感应过电压闪络率来进行分析。而在这个过程中，所使用的计算参数包括以下：（1）地闪密度Ng的计算，可以按照40个雷暴日进行计算，经过一系列折算，确定地闪密度为2.78次/（km2·a）;（2）对于雷电冲击闪络电压的计算。事实上，我国架空配电线路的绝缘配置方法各异，一般在雷电冲击的情况下，绝缘子所承受的闪络电压在100kV～150kV之间。出于保障本次研究普遍性的需要，本次研究将100kV与150kV闪络电压作为绝缘闪络效果的判定依据，以此为基础讨论配电线路的感应过电压闪络率;（3）大地电阻率。对于配电线路的雷电冲击来说，大地电阻率是其中的一项重要影响因素，也是影响瞬变电磁场与传输线瞬态阻抗的基本参数，会对配电线路感应过电压闪络率产生影响。本次研究所选择的大地电阻率包括50Ω·m、100Ω·m、200Ω·m、500Ω·m、1000Ω·m和1500Ω·m;（4）配电线路线缆的具体参数为：A相线缆与地面之间的距离为11米，B相及C相线缆与地面之间的距离为10米，A相线缆与B/C相线缆之间的空间距离为1米，线缆截面积为185mm2，配电线路每一档中间的水平档距为80米，为配电线路的整体长度为3200米，线路自然接地，电阻为Rg，以大地电阻率为基础进行计算而确定的。

2.2.2结果分析

如果绝缘子闪络电压为100kV，按照不同的大地电阻率对其进行计算，并判断架设地线的配电线路雷电冲击感应过电压闪络率，及未架设地线的配电线路雷电线路冲击感应过电压闪络率，对二者进行计算与比对。经过计算与比对可以得知，无论是否架设了地线，大地电阻率的提升，配电线路中过电压闪络率的提升，其本质都是由于大地电阻的上升，致使配电线路在受到雷电冲击的一瞬间，电磁场产生瞬变，线路大地瞬态阻抗也发生了变化，配电线路的感应过电压急剧上升。

3 配电线路架设地线对电压闪络率的降低效果

雷电感应过电压对于配电线路的主要影响就是造成绝缘子两端的电压过大，而产生雷电感应过电压.影响到电路的故障，造成电压闪络，电压闪络的频率也就是雷电感应过电压对配电线路影响的具体效果和水平，因此对于具体的架设电线对配电线路雷电感应过电压的限制效果上需要从配电线路架设地线中电压闪络率的具体参数来分析。配电线路的电压闪络率能直接反映出地线景观改造之后对雷电感应过电压的承受能力，而对于电压闪络率的主要运算可以从以下参数来选择：①将地闪密度Ng设为4O个雷暴日，取值2.78次;②从目前的实际情况来具体分析，配电线路架设地线的位置不同造成了不同的绝缘配置.而不同的配电位置在雷击发生时的效果并不相同。在雷击发生的时候，通常当电压在100～150kV时，绝缘子会发生闪络，为了覆盖多数情况，选择100与150kV作为判断依据.根据这一变化过程来计算感应过电压闪络率;③对应的电阻率则取特殊值：50，500，1500等;电杆的接地模式一般选择自然接地模式。

4 结束语

整合阐述，随着配电线路中的电杆接地电阻的提升，配电线路地线中的感应过电压会有明显的上升，绝缘子承受的过电压会在很大程度上下降，基于此，如果在配电线路中进行地线架设，则可以起到对过电压的防护效果，因此并不必再增加降低电阻的措施，可以通过电杆自然接地的方式起到雷电冲击的防护效果。另外，在配电线路中架设底线，还可以有效降低雷电冲击感应过电压闪络发生的概率，并降低闪络情况对配电线路造成的影响。

参考文献

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