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摘要:电力系统的安全运行是社会生产和经济发展的重要保障，然而，恶劣的雷电过电压袭击，往往会对配电系统安全性有着不可忽视的威胁。因此，为了降低雷电过电压袭击带来的危害，必须对我们的配电系统的防雷电和过电压采取保护措施，以保证配电系统能够安全稳定的运行。
关键词:配电系统；防雷过电压；保护策略
随着我国社会经济的不断发展，促进了对电力事业的发展，由于恶劣的雷电过电压袭击会带来较为严重的不利影响，因此对防雷过电压保护提出了较高的要求。为了促进配电系统设备安全平稳地运行，对于雷电过电压袭击就不能掉以轻心，一旦发生雷电事故，人们的生命财产安全带来的损失往往是相当严重的，因此，加强配电系统的防雷过电压保护至关重要。
1配电系统雷害的成因分析
雷电是自然界中一种自然现象，它指带有电荷的雷云之间急剧放电，或者是雷云对大地产生急剧放电现象，雷电具有电流强、时间短、冲击波大以及破坏力极强等特点，而对于室外架空线路和高层建筑的电力配电系统来说，更是容易发生雷电灾害。另外，随着科学技术的不断发展，电力系统对电子设备的运用也越来越多，鉴于电子设备的敏感性，加强配电系统的防雷电过电压保护更是刻不容缓，要做到未雨绸缪，有效防止雷电事故的发生，保证系统设备的运行。
2配电系统雷电危害
按照设备可承受的过电压，可以将电气设备分为外部过电压和内部过电压两种，其中外部过电压还可以分为三种，即感应雷过电压、直击雷过电压以及侵入雷电波过电压；其中感应雷过电压会对建筑物中的金属设备以及金属管道进行放电，容易引起设备不稳定运行，甚至出现爆炸、火灾等事故；直击雷电过电压由于会沿导线进行传播，所以不仅会对架空线路造成严重危害，还会传播到发电所以及配电所，对其运行产生严重的损坏。内部过电压主要是由于电气系统参数变化带来了电磁能震荡积聚产生的内部过电压，内部过电压可以三种，即工频过电压、操作过电压以及谐振过电压，一般情况下，内部过电压对于设备以及线路不会产生较大的不利影响。
雷电过电压是一种常见的雷电事故。当建筑物遭受雷击时，对于建筑中的电源设备以及微电子设备使用的装置采用的是共用接地装置，其原理是通过引下线，雷电流进入大地中，与此同时提升了引下线以及接地网的电位，但是对于不同的系统设备，位置不同、电位也不同，所以在馈电电缆中，会有部分雷电流流入，然后进入各系统中，在各系统当中形成暂态过电压波，进而对各系统的正常运行产生了不利影响。感应雷过电压雷击范围较大，一般在1.5-2km范围内都可能会引发雷击事故。对于一些距离建筑物较远的架空线，当架空线遭受直击雷或产生感应雷电，其高电位便会沿导线侵入进入建筑体内，若电流或电压过大，就会严重影响电力配电设备的正常运行。因此，架空输电线路的防雷过电压保护尤为重要（如图1所示）。
图1：架空输电线路防雷过电压
3配电系统防雷过压保护
（1）配电变压器过电压保护
感应雷过电压，会通过线路对变压器产生损坏，所以为了保证变压器，应合理设置避雷器。对于10kv高压电配电线路，其绝缘水平达不到较高的要求，因此不仅变压高压侧中心附近绝缘，还是高压侧纵绝缘，都无法实现有效绝缘，会被高电压侧或者低压侧的雷电波击穿，进而对变压器产生损坏。因此为了避免这一情况发生，变压器的高压侧和低压侧均应合理设置避雷器，同时还应采用四点联合接地，即对于变压器金属外壳、接地线、低压侧中心，对于这三个部分，应连接在一起，然后再进行接地，以此达到良好的防雷效果。但是需要注意的是对于侵入建筑物的过电压波，通过低压侧加装的低压避雷器无法得到有效解决，对此还应合理设置残压较低过电压保护装置，应将其安装在低压电源线路引入或引出 总配电箱处，这样不仅能够限制雷击线路来波，同时还能够限制感应过电来波。
（2）等电位联结
在配电系统中，金属部件之间以及各系统之间存在一定的电位差，因此应合理的设置等电位联结，以此降低电位差，这样对于系统的中出现的配电线路短路以及过载情况，通过等电位联结，可以得到有效的避免。电气安全的等电位联结以及其他防雷接地装置，若二者之间的距离在2m以内，可以共用接地装置。同时在建筑中，有许多的设备以及导电体，对此可以通过等电位联结，将其与建筑防雷接地系统进行联结。通过上述措施，可以将暂态电位差进行消除，使得各系统以及设备保持在地电位水平。
（3）屏蔽措施
对于雷电带来的电磁脉冲干扰感应效益，可以采用屏蔽措施，加以解决，一般情况下，屏蔽措施主要包括三个方面，即磁场屏蔽、电场屏蔽以及电磁屏蔽等等，在具体的实施过程中，应合理选择屏蔽措施。电磁屏蔽主要是采用合理的导电材料，并通过这些导电材料，将其作成屏蔽壳体，完成屏蔽壳体的制作后，在外界交变电磁场中合理进行设置，这样交变电磁场，就会进入导电媒体，使其产生一定的感应电流，进而实现了能量消耗，这样电磁场就会逐渐衰减，难以达到壳体内部，这样对于电磁脉冲能量，就得到了有效防护。
（4）配电线路过电压保护
一般情况下，对于设置避雷设施的建筑物，一旦受到雷击，其产生雷电流会分为两部分，一部分会进入到接地体中，另一部分则会进入到如信号线路、金属管道等电气通道中。分流对于防雷过电压保护起到了至关重要的作用。当雷击产生的电流幅值超过了电气设备所承受的范围，这就要需要进行分流，所以就应该根据实际情况，设置多个电流通道，逐渐的释放电流，保证电气设备可以承受通过的电压。目前经常采用的一种分流措施为过电电压保护装置，或者也可以采用浪涌吸收器。同时在施工过程中，主要对于建筑物内配电线路，必须保证穿过钢管，然后再将配电线路埋地，并配电线路与总配电箱进行连接。因此分级配电过电压保护装置的设置至关重要。
4配电系统直击雷过电压保护
若采取上述措施，仍然无法实现配电系统防雷电过电压保护要求，可以采用浪涌过电压保护器，并将其合理设置接地系统、信号系统中。在设置浪涌过电压保护器时，应遵循分级保护原则，即从粗保护到精细保护，从总配电箱到设备前端，在建筑配电变压器中，容易出现高低压绕组耦合尖峰电流，对此应采用大容量的浪涌过电压保护期，并将其设置在低压配电柜进线侧；对于中等容量的浪涌过电压保护器，应设置在配电线路中；对于小容量的浪涌过电压保护器，应设置终端配电箱处。
对于防雷过电压保护，还应采用接地网，在接地系统施工过程中，所有金属外壳以及管线都应进行可靠接地，在对单体建筑物进行防雷接地过程中，对于接地体，应尽量选用建筑物金属构件。接地装置主要由两部分组成，一部分为垂直接地极，另一部分为接地级，在施工时，严格按照要求进行，完成施工后，应进行合理的验收。
总结：
总之，雷电容易给配电系统造成严重的不良后果，因此为了保证配电系统的正常运行，还应采用合理的防雷电过电压保护措施，建筑配电压的内部以及外部均要设置防雷措施，并且在设置过程中，应统一进行规划考虑，同时还应采用等电位联结、设施过电压保护器等措施，保证雷击带来的电流都在配电系统中设备的可承受范围之内，保证各系统设备都能够正常稳定的运行，进而保证人们生产和用电需要。
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论文作者:苏宗暖
论文发表刊物:《电力设备》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/22
标签：过电压论文; 雷电论文; 系统论文; 防雷论文; 浪涌论文; 线路论文; 设备论文; 《电力设备》2017年第13期论文;