张文正
珠海电力建设工程有限公司 广东省珠海市 519000
摘要：随着我国用电需求的不断增加，对配电网系统安全的要求也越来越高。配电网的防雷是电力系统安全工作中的重要环节。针对防雷接地技术是配电网防雷措施实现的关键，文章首先对配电网雷害事故频发的原因进行分析，提出了配电网的防雷接地设计相应措施，旨在使配电网防雷工作更上一层楼。
关键字:配电网；雷害；防雷；接地设计
引言
随着经济的快速发展，对配电网供电稳定性性要求越来越高，且伴随着电网的发展，雷击电网系统引起的跳闸、停电事故也日益增多。为保证电网系统的安全稳定运行和保证电力输送，需要对高压电网雷害事故发生的原因分析，找出高压电网输电线路在防雷接地措施上存在缺陷和不足，在设计阶段着力解决这些问题，这对提高电网的安全稳定运行和提高供电可靠性具有重大意义。
1雷击过程分析
1.1雷电的形成
带电荷的雷云引起的放电现象我们称之为雷电放电[1]。在某些大气条件下，热气流进入大气层遇冷而冷凝而形成雷云，在大气层中的底部雷云大多数带负电，在地面上感应出能量巨大的的正电荷，因而雷云和大地之间就可以看做一个具有强大能量的电场，在空间电场强度大于大气游离放电的临界电场强度时，就会发生雷云之间的放电或雷云对地的放电形成雷电。
1.2电网系统的感应电流
在雷雨天气中，雷电会使电网系统尤其是高压输电线路的架空导线产生感应电流。当雷云对大地放电时，此时高压导线中的电荷就可以摆脱内部束缚，由束缚中的电荷变为自由移动的电荷，而且以雷电冲击波的形式向配电网系统传动。
1.3雷害的形成过程
配电网系统遭遇雷害一般需要经历如下几个过程[2]：配电网尤其是处于高压部分的配电系统遭受雷击后产生过电压;②配电网系统发生闪络;③配电网从闪络逐渐恢复到工频电压；④供电线路发生跳闸，配电网出现故障。
2．配电网雷害事故原因分析
配电网作为电力系统运行的载体和根本保障，其安全性和稳定性是电力系统建设的必然要求，是决定着供电工作的正常进行的根本保证[3]。在配电网的实际运行现状来说，防雷设备的加装没有使得雷击事故问题的根本性解决，某些即使装有防雷设备的装置受到雷击时候也很大可能性会发生损坏， 影响配电网运行的安全性。深入研究分析得到，引起配电网雷害事故的根本原因主要包括避雷器接地问题、配电网避雷器安装问题、配电网设计运行与防雷性能冲突和防雷设备运行维护不及时。
3.电力配电网防雷接地方法分析
一是配电网线路的耐雷水平，另一个是配电网线路雷击跳闸率，是衡量配电网防雷性能的两个指标。耐雷水平越高的配电网线路，雷击跳闸率就会越低，说明配电网线路的防雷性能越好。因此提高配电网线路的耐雷水平和减低雷击跳闸率是配电网防雷研究的两个重要方面。在确定配电网的防雷方式时，需要综合考虑系统的运行方式、系统线路的电压等级和重要程度、系统线路经过地区的地形地貌特点、雷电活动的强弱以及土壤电阻率的高低等外部条件，基于技术经济比较的结果，采取合理恰当的保护措施。
3.1电磁感应型接地装置的强化
根据雷击闪络的反击理论，增加藕合系数、减少电感和接地电阻均为提高耐雷水平的重要手段[4]。传统理论上讲，藕合系数的增加只能通过耦合地线或架空地线的两种方式实现。由于雷击过程包含有暂态行波过程和稳态电磁感应过程，所以改善接地装置的分布状况是实现藕合系数的增加的方式，当今 可采用强化电磁感应杆塔接地射线，如图3.1。这是新型提高抗陡波雷击能力的杆塔接地射线的接地结构。 可根据具体情况选择图3.1或图3.2加强型接地装置结构，与传统延伸地线相比电磁藕合系数更大，因此可以更加提高线路耐雷水平。
图3. 1强化电磁感应型杆塔接地射线(单位:m)
3.2设置垂直接地极
在山区高土壤电阻率地带可以将埋设深度适当加大至 。同时为确保接地极具有良好的散流效果，遇到陡坡地形应时需要以垂直地表面的深度为计算深度，以防止受到洪水冲刷等各种不利因素使得接地射线裸露于地表导致失去正常的散流作用。
作为接地补充措施，在高土壤电阻率地区，垂直接地极可以很好地改善表面比较干燥的土壤接地的不良问题。设置垂直接地极时，需要在靠近杆塔附近处就开始布置。水泥杆的塔垂直接地极从距离杆塔 左右处开始布置，铁塔可从 左右开始布置。垂直的接地极的长度可选择 左右，两杆间距需控制在 左右，并且可以采用圆钢或角钢加工。
图3. 2加强型强化电磁感应型杆塔接地射线(单位:m)
3.3接地射线的保护
接地装置的使用寿命的进一步提高，可以对接地引下线采取进行特别防腐处理。我们需要的是尺寸为 截面较粗的圆钢作为接地极并采用热缩管保护，地面以上 至地面以下 为防护的范围， 如图3.3。
图3. 3引下线的防腐保护
4．配电网接地设计
所有的防雷针和各类防雷保安器的防雷作用都是通过接地系统把雷电流引入大地而起到防雷效果的。由此可见可靠的地网的建设，是防雷系统建设的首要的根本性任务。，系统防雷对于配电网避雷器接地设计在配电网工程建设中提出了更高的要求。
4.1配电网防雷建设接地施工要求
接地网施工应该尽量去避免开挖活动的进行，这样以避免接地网的施工对市政和交通造成的不同程度的影响。在选择接地极的单组或多级方式时根据地区土壤的电阻率高低来选择是行之有效的办法。
4.2配电网防雷建设接地极和导线材料要求
我们一般采用多股铜线或钢绞线作为地网引接线，接地体到立杆的接地引线要不能过长，并预留一部分长度作为接地段接卡或端子，应该尽量避开污水管道和水沟来埋设，以避免接地网线对其造成不利影响。
4.3配电网防雷建设接地体设计要求
接地体与金属物体或电缆之间需要保持一定距离或者用金属连接为电气通路，为了避免发生击穿事故，接地体要以不应小于 的深度埋设，同时为了满足雷击放电的对称效应在安装中应尽量与接地引线对称摆设。
5.结束语
雷击事故是造成配电网运行故障的“罪魁祸首”之一，直接降低了电力系统供电的可靠性，带来不可估量的损失。本文首先介绍雷电形成原因、雷击事故发生缘由分析，然后介绍了几种配电网防雷接地几种方法，最后指出配电网防雷设计中需要注意的问题。对电力配电网防雷设计提供了可行的防雷接地方法和设计配电网防雷系统中应注意的问题具有参考性。同时，雷害事故问题还是十分严峻，需要进一步加强研究和认识防雷的重要性，并运用科学有效的方法，结合实际工作对配电网接地进行有效设计，以保证配电网防雷的可靠性。
参考文献：
[1]丛义宏. 220kV高压输电线路的防雷接地技术研究[D].华北电力大学：华北电力大学,2010
[2] 罗玉鹤.220 kV高压输电线路防雷接地技术分析[J].科技与创新，2014（16）：37-40
[3] 权继红，贺中桥. 论配电网的防雷接地设计[J].电力科技，2012（12）:169-169
[4] 黄瑞梅. 输电线路防雷接地技术研究[J].水电能源科学，2009（5）：206-210
论文作者:张文正
论文发表刊物:《基层建设》2015年16期供稿
论文发表时间:2015/12/10
标签：防雷论文; 配电网论文; 雷害论文; 线路论文; 系统论文; 杆塔论文; 雷电论文; 《基层建设》2015年16期供稿论文;