电力系统配网设备防雷措施的探索

李毅楷

（广东电网茂名信宜供电局，广东信宜 525300）

电力系统配网设备防雷措施的探索

李毅楷

（广东电网茂名信宜供电局，广东信宜 525300）

在电力事业不断发展的影响下，电力系统配网设备的防雷工作受到了越来越多人的关注。电力系统配网设备进行防雷工作开展的主要目是将线路跳闸次数控制在一定范围内，保证的电力系统的安全运行。所以必须保证电力设备的稳定运行，减少雷击提高供电的安全和稳定。本文主要对电力系统设备防雷措施进行分析，根据当前电力系统运行的实际状况，针对性的提出一些措施，希望可以促进电力系统配网设备的安全运行。

电力系统 配网设备 防雷措施

雷电是自然界中存在的普遍现象，对电力系统的安全运行造成了很大影响，常见影响是电力设备损坏、建筑安全存在安全隐患等。如果发生的雷击力度较大，还会造成人员伤亡，对电力企业造成了严重的经济损失。因此，必须及时对雷电发生的类型和损害程度进行分析，根据实际情况，针对性的提出一些解决措施，保证电力西戎配网设备的安全。

1 常见雷电类型

1.1 感应雷

电磁感应雷和静电感应雷是感应雷的主要形式。电磁感应雷表示在雷电发生后，雷电流可以在周围形成电磁场，导致周围金属导体产生雷电压。静电感应雷表示雷电直接击中地面后，地面上比较突出的建筑物会感觉到雷电，然后产生异性电荷。当雷电和其他建筑物接触放电后，就会在建筑物顶部聚集，影响感应电荷的束缚力，然后以雷电形式传播、产生雷电。

1.2 直击雷

当电场强度可以穿透空气时，地面突出物就会在雷击的作用下，产生放电现象，此种现象称之为直雷击。一般情况下，直接雷强度非常大，电压可以达到几万伏或几百万伏，破坏性较强，产生此种现象的主要原因是雷云积存的大量能量在短时间内释放。

1.3 雷电波入侵

雷电波入侵表示利用架空线路和金属管道传导雷电，将雷电波引入室内。此种现象的危害性较大，给人身和电器设备的安全造成了严重影响。

2 雷击损坏电网设备的原理

图1 单接地网、高低压侧装避雷接线方式

图2 穿刺避雷器

2.1 雷击对架空裸导线的损害

当雷直接击中架空裸导线或感应雷击中架空裸导线时，就会出现绝缘子闪络现象，在连续电流电弧产生的电磁力作用下，可以从导线的方向快速移动。当电弧发生移动时，弧根发生移动，在弧根的作用下，弧腹也会发生运动，借助热应力不断向上空移动，由于电弧弧根温度较高，所以对导线产生了严重的损伤，弧腹温度较低，一般不会对导线产生损伤。

2.2 雷电损坏配电变压器的原理

雷电波和感应雷发生时，可以产生几十万伏的电业，还可以对电压进行正逆变换，导致配电变压器产生严重的绝缘击穿，严重时将造成火灾或爆炸。产生正逆变化电压的原理如下：第一，正变换电压。当雷电入侵低压电路后，冲击电流会在配电变压器作用下绕过低压绕组，然后产生一定的感应电势能，导致高压侧中性点的点位不断升高，增加了层间梯度电压和匝数，产生电波入侵，发生高压侧感应过电压现象，将其称之为正变换。第二，逆变化过电压。当雷电波从10kv侧入侵时，产生避雷动作，冲击电流直接流经接地电阻，发生压降，如果压降绕组中性点承受此压降，就会增加中性点的点位；当冲击电流流过低压绕组时，就会产生磁通量。高压绕组会根据变压器匝数比确定冲电势。由于高压绕组形状为星形，同时中性点不会直接接地，所以，高压绕组中会产生脉冲电势，但没有冲击电压，在击穿中性点绝缘的情况下，会发生绕组层间和匝间绝缘击穿。发生的此种现象称之为高压侧雷电波入侵，电磁感应从低压到高压侧产生的电压现象称之为逆变化。

2.3 雷击损坏绝缘导线的原理

当感应雷或直击雷产生的电压直接施加在绝缘导线上时，导线绝缘子和绝缘层会出现击穿和闪络现象。一般情况下，被击穿的绝缘层会呈现针孔状，在周边绝缘层及连续工频电弧的作用下，不能正常移动，弧根被固定在针孔位置时，就会发生燃烧，短时间就会出现导线烧断问题。

3 电力系统配电网防雷措施

3.1 架空导线的防雷措施

进行架空导线防雷操作时，可以利用避雷线进行防雷工作，但是考虑到避雷线具有施工操作繁琐、成本高等特点，很多防雷工作并没有采用此种防雷操作。经过对现阶段雷电常发区域的实际状况了解发现，很多地方较常使用安装避雷针、加强杆塔接地等进行防雷。

3.2 变压器防雷操作

进行电力配电变压器防雷操作时，可以按照以下措施进行操作：第一，使用配电器的个人或单位，可以只将将变压器放置在配电室内部，同时在变压器所处的建筑物中设置避雷针，减少直击雷的伤害，保证变压器使用安全。第二，实施单地接网，可以在变压器的高侧位和地测位安装避雷器。连接避雷器时，可以将变压器器电压中性点、避雷器接地线和变压器的金属外壳等连接在一起接地，具体操作如下图1所示。第三，使用新型防雷变压器进行避雷。电力系统配电网正常运行时，可以在低压侧设置平衡防雷型变压器，利用绕组连线等方式实现变换，降低接地电阻电压，保证接地电阻电压可以和同一铁芯产生相反的磁势，同时相互间能够抵消，减少高压侧雷击，避免逆变换对电压产生的伤害。

3.3 绝缘导线的防雷措施

进行电力系统配网运行时，绝缘导线进行的防雷措施主要包括以下几个部分：第一，更换防雷型绝缘子。对于10kv的绝缘导线而言，一般不设置避雷线进行防雷，可以利用新型防雷型绝缘子对原先使用的绝缘子进行替换，同时利用玻璃钢绝缘横担替换之前、之后的铁横担，增加绝缘子的抗雷击水平，同时降低工频建弧率。第二，设置穿刺型避雷器。避雷器本体、空气间隙和穿刺线夹是组成穿刺型避雷器的主要部分，如图2所示。在穿刺避雷器的作用下，可以减少接地短路出现的故障。在遭受雷击的作用下，如果氧化物避雷器出现损坏，直击雷或感应雷就会直接作用于导线，转移了燃弧点，保证了导线安全。因此通常进行巡检作业时，必须对氧化物避雷器进行全面检查，减少跳闸现象出现，保证供用电安全。第三，设置穿刺型避雷金具。穿刺型防雷金具是在雷电断线基础上，设计出的一种疏导防雷装置。目前，此种装置对20kv以及下感应雷后直击雷防护具有很大作用。此种装置最显著的特点就是可以及时转移燃烧点，虽然会出现工频断路现象，但是对出现线路烧断故障的防护非常重要，可以保证线路的正常运行。

4 结语

本文主要对电力系统配网设备防雷措施进行分析，首先分析了雷电类型，然后对雷电损坏配电器设备原理进行阐述，最后针对性的提出变压器防雷、架空裸导线防雷和绝缘导线防雷三种措施。由于防雷操作是电力系统配网设备运行中最重要的事情，所以必须引起重视，保证供电操作的稳定运行。除此之外，进行防雷工作时，还要根据防雷实际情况灵活变通，尽量选择一些比较经济、安全、环保的方式急性防雷操作，给电力系统的正常运行提供保证，促进电力事业向长远的方向发展。希望本文的分析可以给相关研究人员提供参考。

［1］穆星亮.电力系统配网设备防雷保护研究［J］.中国新技术新产品，2014，（02）.

［2］汪娇娇.电白县10kV配电系统防风防雷措施研究［J］.华南理工大学，2014，（11）.