浅析配电线路防雷技术

谢锦文 赖晓峰 陈跃新 国网浙江建德市供电公司 浙江建德 311600

【文章摘要】

雷击是电力网络的主要危害之一， 通过对传统防雷措施，如避雷针，避雷器，避雷线等设备的讨论分析，按气候以及地理来分类讨论了各地防雷措施的不同以及防雷设备的管理维护问题，简单分析了目前防雷形式，强调了配电线路防雷对供电可靠性的重要性。

【关键词】

配电线路；防雷；避雷器；避雷针

0 概述

电能已经成为人们生产生活不可或缺的能源之一，随着科技的迅猛发展，我们周围的许多产品都需要电能来推动，电力工业的发展水平已经成为衡量一个国家经济水平的一个重要指标。因此保证电力的可靠供应，使其满足社会生产生活需要就显得尤为重要，但是现如今的线路跳闸故障并不能得到彻底解决，特别是由于雷击引起的跳闸，配电线路经常会因为受到雷击的影响而发生断线跳闸故障，此种故障占了所有跳闸故障的70%-80% 左右，其中80% 是雷击杆塔造成，而且一旦发生修复起来也相对繁琐，给生产生活用电带来了极大的困扰，而且由于雷电的随机性与不可预知性，想要彻底地杜绝因雷击而发生的跳闸事故，几乎是不可能的。

所以如何降低因雷击造成的线路跳闸断线故障频率成为了当今供电企业所必须重视的问题之一。特别是以10kV 为主的配电线路，10kV 配电线路是当今中国最主要的供电线路，覆盖了大部分的城市与农村，也因此10kV 电压等级发生雷击的次数比其他等级多的多。综上所述， 配电线路的防雷已经越来越得到国内外各大供电企业的重视，各种针对降低雷击概率的防雷措施也是层出不穷，但是在选用过程中，我们还需要因地制宜，选择合理的方式以达到最优的效果。

1 雷击危害和配电线路受雷击闪络的原理

1.1 雷击的危害

早在人类利用生产电力以前，大自然中就已经存在雷电了，雷电简单的说是大

图1 ：阶梯式应用能力培养序列

应用技术

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气中的放电现象，当云层中，云层间，云与大地之间的电位差达到一定程度就会发生猛烈的放电现象。当雷击击中建筑物或者人体时，高达几万安培的电流会产生巨大的热量以及电磁效应，它会引起建筑物的猛烈燃烧，设备的直接损毁，以及灼伤人体等，特别对配电线路，有着致命的打击，一旦发生雷击线路的情况，在没有可靠防雷措施的情况下，线路基本会发生燃烧断线等不可恢复性故障，给生产生活带来巨大的不便。

1.2 配电线路遭受雷击闪络的原理

当线路杆塔受到雷击时，塔顶的电位迅速拉高，设为U1，当此电位与线路感应电位U2 的电位差超过绝缘子50% 放电电压U3 时就会发生闪络。因此评价一个杆塔的耐雷击水平包括三个方面：1 雷击电流的大小，这是主要因素，雷电流越大越容易发生闪络；2 绝缘子的放电电压U3，U3 越大越不容易发生闪络；3 杆塔的接地电阻，杆塔接地电阻越小越不容易发生闪络。因此对于配电线路防雷，可以从提高杆塔耐雷水平方面考虑。

2 配电线路防雷技术运用

2.1 导线更换

提升配电线路耐雷击水平，优先可以考虑配电线路电缆本身的耐雷水平，在新中国成立后，中国电网开始新建，由于刚经历战乱，生产力低下，当时的电网基本采用金属裸导线，直到20 世界初，随着生产力的提高，经济的发展，中国电网开始改造，将原先的裸导线更换成绝缘导线， 新建的配电线路网架基本采用了绝缘导线。从而使因雷击而发生的故障率大幅下降，同时降低了偷电的发生。最优的方式还是采取地下电缆的方式，这在国外某些发达国家已近普及，但是就目前的中国国情来看尚无法大范围推广，只能在少数地方运用，具有相当大的局限性，而且成本投入相对较大。因此就目前而言，采用架空绝缘导线是性价比相对较高的一种防雷措施，在新建电网中因尽量使用绝缘导线，对旧电网改造时，考虑优先将导线换成绝缘导线以提升整个电网的防雷水平。

2.2 不同因素下的防雷措施

配电线路防雷，应尽量结合当地特点，切不可生搬硬套，片面的追求耐雷电能力，而忽视经济效益。在雷击活跃的地区，要为配电线路配置避雷针。避雷针是可以使雷云电场畸变，诱发雷闪对其放电，这样就能起到对线路的保护作用，但是避雷针的保护范围是有限的，与其高度成正比，它可以用在对重要配电设备线路的保护，但传统的避雷针有时会引发下行雷放电，反而会对周边保护设备产生影响，因此现在如今比较可靠的是采用可控避雷针，它主要的作用是引发雷电流小的上行雷对其发生雷闪，这样就能避开雷电流大的下行雷雷闪，从而更好的起到防雷保护的作用。在多雷区还可以使用避雷线，避雷线可以减少雷电直击导线，同时还有对雷击电流分流的作用，可以降低杆塔顶端电位，虽然成本较高，但是防雷效果突出，一般只用在110kV 以上电压等级，但是特殊的多雷地区，可以考虑给110kV 以下电压等级也配置避雷线。

避雷器是另一种有效的防雷措施，避雷器与避雷针是有区别的，避雷器一般是并联在导线上，当线路受到雷击或者因雷击而产生感应电时，当其电位差超过避雷器耐受电压时，雷电流便会通过避雷器引导至大地，从而起到防止线路因雷击而造成断裂的发生。避雷器分有间隙和无间隙避雷器，有间隙避雷器是在受到雷击时击穿间隙使得雷电流得以分流，平时不耐受工频电压，而后者是利用金属氧化物在受到雷击后，电阻显著下降而起到分流作用的特性制作而成。这两种避雷器曾都用于线路防雷，各有优略，需结合实际运用，随着科技发展产生了以上两种的改进型避雷装置，那就是过电压保护器（带环装间隙金属氧化物避雷器）以及外串间隙线路型避雷器，结合中国国情，后者在线路防雷上运用较多。在多雷区，以上几种是常用的防雷措施。而相对的在少雷区，可以适量或者不安装避雷措施。

除了雷区不同会使得防雷措施不同以外，在设计施工或者老旧线路改造的时候，还需要结合当地的地理情况。由前文可知，要降低雷击的概率，一种方式是直接避免雷击，比如使用避雷针等，一种是在遭受雷击时及时的分流雷电电流，钳位电压，使得线路不发生闪络断裂等故障。其次因尽可能提升杆塔本身的耐雷电水平，首先通过降低接地电阻来实现。由于不同地区的土层结构不一样，有些地区，比如平原地区的接地电阻普遍较小，而山区丘陵岩层地区的接地电阻普标较高。在无法改善接地电阻的情况下，可以采用玻璃纤维环氧树脂复合材料来制作杆塔，提升自身的绝缘水平以及防污秽能力，降低闪络概率。在某些岩层与土层的交汇处的电阻一般也较高，这些特殊的地方需要实地勘察后做特殊处理。一般接地电阻应控制在4 欧姆以内，在达不到要求的区域可以通过填埋降阻剂来解决。

2.3 配电线路防雷设备管理

在结合实际得出合理的防雷设计以后，还需要做好安装与维护工作，有时候线路出现雷击故障不是因为防雷措施没有做到位，而是出现了防雷措施损坏的情况，即受到外力破坏，这些外力破坏来自人为或者自然损耗等。因此在安装过程中需要做好防雷设备措施安装监管工作，特别是在导体链接，接地体焊接工作时，如果出现虚焊那么再好的防雷设备也是形同虚设，因此在安装之后需要认真对防雷措施进行测试验收。对已经投入运行的防雷设备，需要做好日常巡视维护工作，对相应设备做好维护记录，在重要防雷设施处需要装设警示牌，及时处理线路杂物，比如挂在导线上的风筝等，靠近导线的树枝需要及时修剪清理。积极与当地政府配合做好电力设备防盗，防损坏工作。由于避雷针，避雷器，避雷线等防雷设备长期暴露在室外，很容易发生腐蚀老化，因此需要在平时不影响防雷效果的情况下，做一些适当的防腐蚀措施，尽量延长其使用寿命，同时要确定维修检测周期，并且严格执行。

3 结束语

电力的可靠供应是国民经济发展的有力保障，配电线路防雷措施的应用可以有效的降低因雷击造成的停电事故率，提升了电力系统可靠性，但是就目前而言传统的防雷措施还有待改善，尽管避雷针，避雷器等避雷设备防雷效果较好，但是由于成本以及维护等问题不可能大范围使用，因此还需要不断探索，使用新工艺，开发新的防雷设备，应用新的防雷措施，比如结合高科技产品卫星电脑等设备来提升防雷水平。由于雷击的不可避免性，防雷将长期是电力企业必须面对的一个问题，需要时刻努力去改善和提高防雷效果。

【参考文献】

[1] 张利庭，雷电对配电安全运行的影响及防范研究[D]. 南京；浙江大学， 2008

[2] 周荣斌，线路型避雷器的应用[J]. 广东电力,2005(12)

[3] 李孛. 配电线路防雷措施研究［D］. 长沙, 长沙理工大学，2009

【作者简介】

谢锦文（1979.01—），男，浙江建德人，助工、技师，专业：配电线路工。

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