摘要：近些年，我国电力系统结构愈加完善，供电质量也逐渐提高。以往电气事故中,雷击灾害是主要原因，对于人们的居住环境以及生活形成了一定的干扰，甚至会威胁到民众的生命安全。所以，在开展建筑电气安装工程过程中，需要进一步提升接电安装质量，为民众的高品质生活提供配套服务。
关键词：配网；防雷接地；装置
引言
社会经济的迅猛发展在很大程度上增加了我国的电力负荷需求，电力系统的供电可靠性要求亦同样被提高。在电力系统的运行过程中，自然灾害对其产生了不容忽视的威胁，而雷电又成为其中的最大危害。对于电力系统研究而言，防雷技术研究始终是一项重要内容，配电网基于自身设备多且分布广的特点与用户建立起密切的联系，但当前的配电线路缺少避雷线保护，绝缘水平不高，很容易发生雷击事故，进而对用户用电状况甚至是人身安全产生负面影响，因此其防雷保护与电网运行的安全性与可靠性有直接的关系，需引起足够的重视。
1配网防雷主要产品
1.1疏导式防雷产品
（1）防弧金具类：包括剥线型防弧金具和穿刺型防弧金具两种。（2）放电箝位绝缘子类：包括剥线型放电箝位绝缘子和穿刺型放电箝位绝缘子。
1.2堵塞式防雷产品避雷器类
包括有附属件的避雷器和无附属件的避雷器。以上讲述的两种产品都是在原有路线的基础之上进行改造的，在原有线路上并联间隙或者是避雷器，但是在串联间隙上可以根据每一条路线等级，或者是不同的绝缘子，进行注意的验证。在验证的过程中流程比较复杂，且安全的要求比较高，最近这几年依赖，因为安全的间隙距离没有标准，所以常常出现防雷产品失效的问题。现在的市场上推出了一个新型的一体化限压器，在防雷产品中安装住形的限压器，或者在防雷产品上外设柱形限压器。不过因为限压器的类型以及所属的产地不同，不同的路线可以选择不同的设计方案，并进行详细的阐述。这一篇文章对于一体化限压器的防雷产品做了一系列研究，确保该类型的产品在安全上具有可靠性对于不同条件下的防雷产品而言，我们可以使用不同的防雷标准，并要求给出不同的设计方案，并在实际的测试过程中进行验证，确定在哪一条线路中使用什么类型的实施方案，这为之后的推广工作给出了强有力的理论支持。
2雷电的产生与危害
配网线路防雷技术与措施的具体分析应以对雷电意义、形成、特征以及危害等内容的了解为基础，作为大自然中的一种常见现象，雷电的形成需要经历复杂的过程，在雷雨天气中，大气中饱和的水蒸气遇冷后会在上升气流的冲击下形成电荷不同的水滴，其中带有负电离子的水滴与气流组相伴随会形成雷云，空气中电荷大小不同的雷云会产生撞击，继而放射出电流形成雷电。雷电流在放电的过程中，温度高达2万℃左右，但其放电时间非常短，仅有30至50μs。强大电流在如此之短时间内的产生会令空气迅速膨胀，进而生成极为刺眼的耀光以及巨大的声响。放电的雷电流与电磁效应、热效应以及机械效应相伴随，会对电气设备以及建筑设施产生极大的危害。在雷云放电的过程中，由主放电引起的电磁场会在雷击点及其周围的金属机构与导线上生成感应电压，在一定条件下，其幅值甚至会达到几十万伏，这会击穿电气设备绝缘，更为严重地，还会引发爆炸与火灾等灾难，对人们的人身安全与财产安全造成严重的损害。在通过导体之时，雷电还会有巨大的热量产生，这部分热量能够熔化金属导体。而在对地放电的过程中，雷云还会产生巨大的机械力，对电气设备造成损坏。
3配网防雷接地装置结构及其原理
3.1配网防雷接地装置结构
装置主要由底座、绝缘子、金属导电接线桩头、雷电流放电装置、短路接地装置、鄂口螺旋短路引流装置构成（图1）。
1—底座2—绝缘子3—短路接地装置4—上桩头
5—导线安装孔6—短路接引体7—下桩头8—雷电流放电装置
图1结构示意图
底座由不锈钢板制成，底座上端设置有竖直向上延伸的单极绝缘子，满足10kV电压等级。底座下端设置有竖直向上延伸的短路接地装置，短路接地装置为柱状，底座下端通过接地引线与大地的接地体相连接。底座上端和短路接地装置均为金属合金材料或铜质材料的导电体，绝缘子顶部设置有上桩头，上桩头竖直部上设有短路接引体，上桩头的水平部上设置有导线安装孔，导线与运行中的配网线路连接，上桩头的水平部末端设有引弧棒，引弧棒的下侧设置有消弧头，底座上侧对应引弧棒端也设置有消弧头，两消弧头在纵向上相对设置，两消弧头间形成空气间隙，即放电间隙，当遭受雷击时雷电击穿空气间隙通过底座上的接地引线被引入大地，从而起到防雷作用。短路接地装置的顶部设置有下桩头，其竖直部上设有短路接引体，短路接引体垂直上、下桩头所在平面，上桩头、下桩头及短路接引体均为导电体，装置还包括可将两短路接引体相电连接的短路引流装置，以使上下桩头间形成短路。
3.2装置防雷原理
当上桩头接入配网运行中的线路时，上桩头带电，通过绝缘子保持其绝缘性能，上桩头的引弧端与底座的接弧端通过空气间隙形成电气绝缘，当配电线路遭受雷击时，雷电流及过电压在此处的放电间隙处击穿空气，形成放电，从而将雷击过电压放电引入大地，起到防雷作用（图2）。
图2雷电流放电装置示意图
3.3装置的状态接地原理
配网防雷接地装置上桩头接入配网带电运行，当线路开展检修要进行三相短路接地时，将线路操作至停电，在地面上用带验电功能的绝缘操作杆验电后，用操作杆将三套短路引流装置分别挂到三个配网防雷接地装置上，再用操作杆将短路引流装置操作至合闸状态，形成三相接地效果，通过与大地相连形成三相短路接地，从而实现该装置的状态接地功能。
4配网防雷接地装置效益分析及应用前景
4.1防雷功能效益
某供电局2017年配网故障跳闸1373次，其中雷击引起的故障占30%，约412次，按平均停电时长6h计，平均每次造成30户用户停电。现有配变18839台，总容量3465246kVA，平均容量为184kVA，按同时率0.4计，算得负荷电流约为125.8A，则造成停电损失=1.73UItcosθ=1.73×10×125.8×（6×1373×0.3）×0.9=4840746kW•h。若采用配网防雷接地装置，防止雷击故障造成的停电损失可挽回经济损失：按平均电价0.45元/kW•h计，多供电量可回收电费=0.45×4840746=217.83万元。
4.2状态接地功能效益
配网防雷接地装置现场装设可以减少重量13kg，减少操作人员运输、搬运工作量；装设接地线单杆节省19min，门杆或三联杆节省47min，大幅减少了登杆操作的工作量和操作风险。该供电局2017年开展停电检修工作约6000次，配网总配变（用户数）18839台，按每次检修平均停电用户15户、安装和拆除接地线综合节省50min（0.833h）测算，全年可节省停电时间=15×0.833×6000/18839=3.98h；按每次停电段负载同时率0.4算得负荷电流为62.91A，则全年可多供电量=1.73UItcosθ=1.73×10×62.91×（0.833×6000）×0.9=4895584.5kW•h，按平均电价0.45元/kW•h计，多供电量可回收电费220.3万元。
4.3应用前景
应用该新型防雷接地装置可以使操作人员方便、快捷地完成现场状态接地的装设，大幅缩减操作时间，降低操作风险，减少因操作而引起的停电损失，提高操作效益，减少雷击引起的故障停电，提高供电可靠性。本文所述防雷接地装置已申请发明专利和实用新型专利。该装置安装方便、操作简易、效果显著，进一步提升了配网装备技术水平，扩展了配网操作作业应用领域，值得在架空配电线路上推广应用。
结语
本装置防雷功能可提高配网线路安全运行水平，提高供电可靠性；短路接地功能可减少操作人员运输、搬运、登杆操作的工作量，降低坠杆和触电风险，提高操作效率，减少停电损失，为供电企业进一步提高供电可靠性提供了有力的技术保障。
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论文作者:梁志刚
论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/14
标签：防雷论文; 桩头论文; 装置论文; 雷电论文; 操作论文; 底座论文; 绝缘子论文; 《电力设备》2019年第9期论文;