摘要：随着我国电力行业规模的不断扩大，电力配送网络中出现线路故障的频率也越来越高。配电线路是城市供电系统中的重要组成部分，影响着电力系统运行的稳定性和安全性，对其实行科学合理的防雷措施能够确保配电网线路正常运行。配电线路容易遭受感应雷和直击雷的影响，并且在防雷保护工作存在外界环境影响，监管体系不完善以及线路施工质量较差等问题。分析并提出合理对策，即提高配电线路绝缘水平，安装合适的避雷器，完善相应的监管体系以及提高施工质量。这不仅会影响整个电力系统的正常运行，而且还会对人身和财产安全造成威胁。文章分析了雷电对配电线路的损害，探讨了配电线路防雷保护的对策以及常见的防雷保护装置，以此为配电线路防雷保护提供参考。
关键词：配电线路；防雷保护；对策；
随着我国电力行业规模的不断扩大，电力配送网络中出现线路故障的频率也越来越高。我国电力系统中架空输电线路的分布比较广泛，高压杆塔的高度一般有十几米或者几十米，这些电线杆塔大多数在高山上，或者暴露在旷野中，大大增加了遭受雷电攻击的概率。配电线路受到雷电的攻击不仅会影响整个电力系统的正 常运行，而且还会影响周围的建筑物或者出现人身事故。统计表明，电力配送网络中超过60%的事故是由雷电导致的。很多水利枢纽工程中需要架设高压线路，由于雷电导致的人身事故也时有发生。因此，电力部门应该采 取有效的雷电防护措施，保障电力配送网络的供电安全，避免雷电干扰系统的正常运行。本文对配电线路防雷保 护的对策进行了探讨。
一、雷电对配电线路的损害分析
雷击对配电线路的损害主要表现在以下几个方面：①直击雷。雷电直接作用于大地上的某点，并且进行强 烈的放电。直击雷可以直接作用于地面上的设备，可以 击中架设在空中的配电线路，电击过程中过高的电压可 以沿着导线进入输电设备中，给输电线路造成损害。②感应雷。感应雷的感应方式有电磁感应和静电感应两种。如果配电线路上空出现带电的雷云，导线上由于静电感应的作用，会积累大量正负电荷。若雷云直接对某个目标放电，其上存在的负电荷会迅速消失，但导线上依然存在大量正电荷，这些正电荷会顺着导线，以雷电波的 传播方式进入大地，这个传播过程的高电压容易损害电路中的设备。在电磁感应的作用下，如果雷电电流顺着 导线流入大地，由于该过程中电磁频率高、强度大，导线 周围会产生较强的交变电磁场。如果电路设备处于该电 磁场中，会感应出过高的电压，进而导致损害。③地电 位提高。在雷电电流经过地面导体进入大地过程中，假设雷电电流为10 kA，接地电阻为10 Ω，通过欧姆定律可以计算出入地电压为100kV，这时电气设备的接地保护 和入地电压点连接在一起，则这两处的电压均为100 kV。这时候如果将电气设备的接地保护放在室内，让两者处于非共地面，此时接地保护处的电压为0，设备工作线路 与其外部有100 kV的电位差，直接导致设备损坏。
雷电过电压对配电线路损害的表现形式有：①雷电击打在配电线路、避雷装置或者电线杆塔上，这种方式 又称为直接过电压。②雷电产生过多的能量击打配电线 路周围的地面，严重刺激到输电线路中的三相导线，进 而产生过电压就是感应雷电压方式。直接雷电击打会破 坏线路中的暂态保护，但雷电感应电压容易干扰暂态保护。一般来说，雷电感应电压击打其他物体，会产生高频 率的感应电压，危害远远高于直接雷电击打。雷电感应电压是一种地闪现象，雷电击打在其他物体上，变电站中的电闸由于感应电压过高跳闸，导致供电中断。
我国大部分地区的高压输电线路是埋在地下的，遇到雷雨天气，由于电力系统故障会给人们的生活带来很多不便。当发生雷电感应电压时，雷电击打在地面上产生高压，由于电磁感应和机械效应等一系列效应的综合作用，导致线路中的感应电压超过数百伏，配电网络中的三相导线感应的电压也非常大，输电线路很难承受导致输电线路损坏，进而影响到输电设备，甚至会导致火 灾或者出现人身事故，需要引起电力部门的高度重视。
二、配电线路防雷保护的对策
（一）提高配电线路的绝缘水平
在我国电力行业规模不断扩大的同时，配电线路架 设的环境也变得更加恶劣，在一些环境比较差的山区架 设输电线路时，天气情况和地形条件对配电线路架设的 影响非常大。一些高山地区架设的配电线路，受到雷电攻击的概率很高。如果某些地区的云层高度偏低，配电 线路很可能受到重复雷击。例如，在我国部分农村地区 架设输电线路过程中，农村的配电线路半径和城市不同，农村地区的线路半径更大，并且配电线路的绝缘性不佳。大部分农村地区使用的是杆塔多回路架设法，以此节约 配电线路架设成本，但这种架设方式让某些杆塔之间的 电气距离达不到相应的标准。如果线路之间的电气距离 设置不当，线路中任意一个回路受到雷击，容易击穿线路中的绝缘子，此时，如果线路中还有较大的运行电流，线路周围的空气会在强电流的作用下出现热游离，或者出现光游离，如果线路之间的电气距离过短，游离的电弧将作用于其他回路，导致其他线路出现接地事故，甚 至导致变电站中线路跳闸，严重影响到配电线路的正常运行。
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针对这种情况，我们可以通过提高配电线路绝缘水 平的方法，达到提高配电线路防雷保护的目的。例如，使用绝缘性好的导线替换配电线路中的外部裸露导线，增加线路中绝缘子的数目，如果条件允许可以使用陶瓷物 质替换针式绝缘子，增强配电线路的绝缘性能。同时，在 建设配电线路过程中，可以在施工过程中增强防雷措施，根据配电线路当地的地形条件和天气情况，合理调整线路回路，保证架设杆塔之间的距离适当。电力监测部门 应该做好气象监测，遇上阴雨天气及时检测电线杆塔的 性能，测量杆塔的接地电阻并进行适当的调整，以此提 高配电线路的防雷保护。
（二）防止直击雷对配电线路的攻击 直击雷在瞬间会产生很高的电流，很容易对电力设 备造成破坏。为了防止直击雷的破坏，通常都是以架设 避雷针的手段来对电力设备进行保护。避雷针能够将雷 电有效引入地下，这种措施为其周围的设备带来了极大 的安全保障。在架设避雷针的过程中，应该合理选择安 装位置，这是保证避雷针能够有效工作的关键。在选择避雷针时，一般都会根据避雷针防护公式进行计算，以 此来得到它的保护范围。在选择位置时，需要保证配电 线路不出现反击情况。变电站安装避雷针是有一定要求 的，如果电压过高需要配备独立的避雷针。如果是110 kV 的变电站，由于用电设备规模较大，数量较多，就需要将 避雷针分别装在相应的设备上，这样才能够对电力设备 进行相应的保护，从而保障配电线路的安全。
（三）防止架空绝缘导线雷击断线 配电线路中的比较常见的故障是架空绝缘导线雷击 断线。要避免架空绝缘导线雷击断线，可以从两个方面 做起：第一，是提高配电线路局部的绝缘性，同时，对配电线路的施工成本进行控制，运用架设绝缘导线周边的 方法提高局部绝缘性，设计可以增强绝缘导线性能的材料，避免配电线路被雷电击穿，这种方式有助于避免强 烈的冲击放电电压。第二，是安装避雷装置，这也是配电 线路中十分常见的防雷保护措施。安装避雷装置可以有 效保护架空绝缘线路，但避雷装置的使用寿命不长，容 易出现老化，对此可以适当选用氧化锌避雷装置。配电 线路中不需要全部安装避雷装置，只要在一些比较重要 的部位或者容易受到雷击的部位安装即可。
（四）加强对配电线路中避雷装置的管理 电力系统工作人员应该在日常工作中，加强对配电 线路避雷装置的维护和管理，特别是投入运行不久的线 路，电力部门应该定期检查线路的绝缘性能，保障配电 线路在电力输送过程中良好的绝缘性。平时做好避雷装 置的巡视工作，定期测量避雷装置中的电阻值，检查是 否有工频放电。加强对配电线路中防雷设施的维护与管理，以此减少和避免各种线路故障。
三、配电线路中常见的防雷保护装置
配电线路中，常用的防雷保护装置有避雷针和避雷 器两种。避雷针可以保护配电线路和电气设备免遭雷击，大多数人认为避雷针的原理是利用尖端放电，让雷 云中的电荷和放出的电荷中和，避免产生雷电。实际上 避雷针比被保护物高很多，其主要作用是将雷云中的电 荷吸引过来，然后，经过接地装置送入大地，让其保护范 围内的物体不受雷击。在一定的范围内，避雷针下面的 物体基本上不受雷击的威胁，我们将这个范围称作安全区域，安全区域的大小和避雷针的高度有关。一个高度 确定的避雷针，只能保护一定范围内的物体，这个范围 类似于一个圆锥体。单支避雷针的保护作用有限，通常 可以使用多支避雷针扩大保护范围，以此起到联合保护 的效果。避雷器能够阻止雷电波沿线路侵袭，保护配电线路 中的电气设备和变电站不受雷击。使用时，避雷器应该 和被保护的装置并联在一起，一般避雷器间隙的击穿电 压低于被保护物体的绝缘击穿电压，在正常状态下，能 够防范避雷器间隙被击穿，同时，直接对地放电，将大量电荷送入大地。这种方式 能够避免被保护的绝缘装置出现过电压，进而达到保护电器绝缘设备的目的。
结语
在配电线路中架设避雷器、避雷针是一种行之有效 的防雷保护措施，在实际工作中应该根据具体需求合理 选择。电力部门应该提高配电线路的绝缘水平，防止架空绝缘导线雷击断线，加强对配电线路中避雷装置的管理，以此有效提高配电线路的防雷保护水平。
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论文作者:张焕强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第35期
论文发表时间:2019/5/27
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