探讨架空配电线路的雷电防护措施
摘要：在我国电力系统中，架空配电线路在电力系统中发挥着十分重要的作用，本文在总结击架空配电线路雷击威胁的基础上，具体分析了架空配网常用的防雷技术和措施。 关键词：架空；配电线路；防雷；措施
0 引言
雷电是一种极为壮观的自然现象, 由于其强大的威力和破坏作用,架空配电线路大都裸露在空中, 极易遭受雷击产生雷电过电压, 从而造成供电中断, 影响生产和生活。近几年来，由于环境条件的不断劣化，雷击引起的输电线路掉闸故障也日益增多，不仅影响设备的正常运行，而且极大地影响了日常的生产、生活。随着我国电网的飞速发展，一些新的设备和技术也越来越多的被应用在电网中。目前提高配电线路的耐雷水平越来越受到人们的关注，相应地采取了不同的应对措施，例如应用绝缘导线、安装避雷器、降低杆塔接地装置的接地电阻等，其中降低杆塔接地装置的接地电阻被认为是最有效的提高线路耐雷水平的技术方法。避雷器也越来越被广泛认可和应用。近几年我国架空配网线路频频发生雷击事故，这给人民群众的生命财产安全造成了很大的威胁，因此探索架空配网线路的雷电防护措施具有现实意义。
1 雷击对架空配电线路的威胁种类
按照雷电形成方式的不同，可以分为以下三大类：直击雷、感应雷和球形雷。
雷电破坏作用与峰值电流及其波形有最密切的关系。雷击的发生、雷电流大小与许多因数有关，其中主要的有地理位置、地质条件、季节和气象。闪分也可以分成成四类，只沿着先导方向发生电荷中和的闪电叫无回击闪电。当发生先导放电之后还出现逆先导方向放电的现象，称为有回击闪电。
直击雷：云层中带有电荷，它会对云层、大地、建筑物、树木或其它设施进行放电，在建筑物或设施上，雷电流就会产生热效应作用和电动力作用，直击雷通常破坏移动基站的设备主要有：空调室外机、室外变压器、天馈等。
感应雷：雷电流的对地释放过程中会会产生静电感应和电磁感应作用，脉冲电流在周围会产生瞬时强磁场，这样，这其周围的导线或金属物就会产生电磁感应，感应出的高电压以致发生闪击的现象，感应雷从猛烈程度上来讲它并不如直击雷那样猛烈，但是感应雷发生的概率却是最高的，同时感应雷所产生的感应电压是能够通过移动基站的供电线路或是光缆和地线等引入，从而迅速的破坏基站的开关电源、无线机柜、交流配电箱、监控系统、传输仪器等设备。
球形雷：球形雷是一种较为特殊的雷电现象。球形雷的直径可能一般只有10-20cm，其存在的时间也是在百分之几秒到几分钟的时间不等，球形雷大部分的存在时间都是2-5s左右，当球形雷遇到障碍物或是电气设备时，就会发生爆炸或是燃烧的现象。一般情况下，球形雷都是沿着建筑物开着的门窗或是建筑物的孔洞进入到室内，它们大部分都是沿着带电体才消失，另外球形雷并不是经常发生，只有在一些位置较为特殊的地理环境下才会有球形雷现象的发生。
2雷击配电线路的主要原因
配电设备没有按照规定安装防雷设置，或者防雷设备的设计没有考虑到防雷措施的安全运行，以及没有根据地区特点采取具有针对性的防雷措施； 一些线路的铁塔、开关等接地线被盗，防雷设备失去保护，而且被盗的接地线不能在第一时间和雷击线路连接起来；
避雷器和弱点设备与地级共用，导致防雷的质量很差；
一般10KV配电线路使用的针式绝缘子主要在线路档距跨度大以及抵御一些恶劣环境例如台风、雷电方面使用，效果要比瓷横担好，但是针式绝缘子发生内部击穿时，故障不容易被发现，而且现在使用的大多是耐压35KV绝缘子，因为本身耐压比较高，即使是发生强雷电被击穿时，还有可能继续工作，这样的情况下就很难发现问题。
避雷器质量差或者长期经受雷电冲击而失效，避雷器就成了形同虚设的摆设，起不到任何作用；线路杆塔、开关、配变地网安装不符合规范，测试接地电阻方法也不符合规范，仪器设备等不准确导致误判等等。
3 架空配网常用的防雷技术和措施 3.1降低塔体接地电阻
这是现阶段配电线路防雷主要采取的方法。这种方法在平原地区以及土壤电阻率比较低的地区实施起来更加容易，效果也更好。但是对于一些丘陵或者山区杆塔，往往要在4个塔脚处敷设较长的接地网或者是打深井加降阻剂，这样可以增加地线和土壤的接触面积，降低电阻率，从而降低工频状态下的接地电阻。但是这种方式存在的一个问题是，接地线过长会使得雷击时产生较大的附加电感值，塔顶的电位会大大提高，更容易造成塔体和绝缘子串的闪络，反而会降低线路的耐雷水平。 3.2提高线路绝缘能力
一，将针式绝缘子更换为支柱式绝缘子或者瓷横担，针式绝缘子的质量和性能一般没有支柱式绝缘子或者瓷横担的好，这也是雷击后发生事故的关键因素之一。选择质量合格的绝缘子或者瓷横担能够保障供电的稳定性。二，选用连接性能较好的安普线夹代替并沟线夹。三，对10KV线路的接地装置进行定期的检查和整改，以保证接地电阻阻值小于10Ω,接地装置若和1KV一下设备共用，其接地电阻阻值应该小于4Ω。 3.3安装避雷器
在电缆、配变开关等设备的高压侧安装避雷器作为一种新的防雷技术已经越来越得到广泛的认可和应用。一般的配电变压器没有在低压侧安装低压避雷器，这样不仅会发生低压侧的损坏也会发生高压侧的损坏。损坏机理是：一，当雷直击低压线路或者低压线路遭受感应雷时，会造成低压侧绝缘的损坏。二，低压侧遭受雷击也会损坏高压侧绝缘，这是因为高压侧绕阻会因为电磁耦合出现与变压器比成正比的过电压，因为高压侧绝缘带哦裕度小于低压侧，所以会造成高压侧的损坏。三，当雷直击高压线路或者高压线路遭受感应雷时，避雷器会发挥作用在接地电阻上产生电压降，这种电压降是作用在配变低压侧的中性接地点上，相当于配变压低压侧经导线波阻接地，因此配电的接地线上会产生高电位，而且大部分都加在配变低压侧出线上，会损坏配变。 （1）工作原理
没有安装线路避雷器时，雷电流完全通过杆塔或引下线接地装置流入大地，由于接地电阻，塔顶的电位会迅速升高，特别是接地电阻高的杆塔，升高地更快，当塔顶的电位和导线感应电位差超过绝缘子临界闪络电压的一半时，就会出现跳闸，而且一些地区的土壤电阻率比较大，接地电阻很难降低，一些常规使用的防雷装置就很难起作用。而当线路中装设有避雷器时，避雷器可以通过其保护作用保护绝缘子串在线路遭雷击时不发生闪络，避雷器通过动作可以将杆塔上的雷电流一部分经过避雷器流入导线，雷电流在导线和避雷线中产生耦合分量，其中导线上较大的耦合分量会使得其电位迅速升高，使杆塔对导线放电得到了控制，从而起到防雷的作用。在输电线路中，线路绝缘子串闪络的判据采用相交法，即当塔顶上的电位UI与导线上的感应电位Ul的差值曲线同绝缘子串冲击放电伏秒特性曲线相交时，表明绝缘子串发生闪络，如下图所示。
图1 110Kv线路绝缘子串雷电冲击放电伏秒特性
（2）线路避雷器防雷的优势
线路避雷器具有钳电位的功能，对接地电阻的要求不是特别严格，因此可以应用于一些山区、丘陵等地区的线路的防雷。塔顶电位和杆塔接地装置冲击接地电阻具有密切的关系，对接地装置进行正确的设计可以有效提高配电线路运行的安全可靠性。冲击接地电阻值越低，线路遭受雷击时在绝缘子串上的电压就会越低，也就越不容易发生闪络，所以接地装置的冲击接地电阻值是配电线路在进行接地设计时要重点考虑的一个参数。一般来说，接地装置的冲击接地电阻要低于工频接地电阻，但是冲击接地电阻会因为土壤性质、冲击电流峰值以及接地装置的几何形状的差异而有很大的差异，因此在实际的接地装置设计中仍然是以正常工频电阻值作为考虑的依据，同时降低一定裕度。如果工频接地电阻值在10~15Ω的范围内，则被认为是优良的设计。但是实际上，在一些土壤电阻值偏高的地区这样的做法是比较难以实现的，因此必须考虑到更经济有效的防雷技术方案。
4 结束语
配电线路的防雷工作应该受到足够的重视，目前最关键的技术措施就是安装避雷器，但是也还学要根据实际情况综合考虑应用一些其他的技术措施来防雷。在实际使用的过程中，要根据具体的线路遭雷击导致跳闸的具体原因确定具体的措施，这样才可以真正的起到保护作用。
参考文献：
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