浅谈发电厂中压配电系统防雷措施

廖连根

（江西大唐国际新余发电有限责任公司，江西新余338000）

浅谈发电厂中压配电系统防雷措施

廖连根

（江西大唐国际新余发电有限责任公司，江西新余338000）

配电系统的组成复杂性较强，由于该系统多处在室外，因雷电带来的超电压、直损雷、感应雷概率增加。雷电产生的过程中会有许多电子移动，也会产生电磁场，这对中压配电系统的损害极大。同时，雷电的脉冲也会对该系统的信息传输产生危害，采用何种防雷路径能够使该系统在雷电环境下稳定工作，这一问题是相关人员当下的着眼点。主要对配电系统防雷措施进行了阐述，希望能够提升该系统在雷电环境下的稳定性。

发电厂；中压配电系统；防雷措施；配电设备

我国大型电气生产中常常采用规格为6～35 kV的配电装置为电力传输提供动力，由于这种规格的配电装置绝缘导线的应用率较低，再加上配电系统复杂性较高，因此系统遭受雷电压、直损雷、感应雷的概率增加。在受到雷电损耗后，该系统的稳定性遭到破坏，而且相关人员的安全性也得不到保证。随着城市电气输送网络革新程度的加深，绝缘导线在该系统中的应用和普及率增加。该路径的应用能够使相关设备的防雷性增加，也能够使电能损耗量降低，提升输送可靠性。但防雷漏洞依旧存在，因此，发电厂对规格为6～35 kV的配电系统采用相关防雷手段非常有必要。

1 配电雷灾特点

1.1 针对架空路线

在中压配电系统中，绝缘导线是架空段使用频率较高的用料。当该部分受到雷电损耗时，会导致整体线路损耗。当雷电击中该部分时，绝缘线路的阻隔层会被雷电击穿，由于该部分电弧周围存在绝缘材料，多余电子无法传出，会导致在电弧中心处燃烧，进而导致输送线路产生断路现象。在雷击后，由于导线固定处电阻大，局部热量无法有效传导，导致该处烧断。在防雷路径选择中，相关工作者要综合各种情况，使该防雷路径效能最优化。

1.2 针对裸线

在中压配电设备中也有裸线部分。当该部分遭受雷电损害时，其线路会因雷击闪络而使该部分线路的电荷向集中方向靠拢，电流频率加大，整体电弧向负荷方向偏移，瞬间热量产生过多，导致工频输送线路烧断，从而引发变电设备故障，出现跳闸现象。这种情况一般不会引发线路断开现象。

2 中压配电设备防雷要求

2.1 一般区域

在中压配电设备中，常采用绝缘用料。在电厂中，该区域应采用与地面相接处的水泥钢筋混合支撑杆，并应设有一个与地面连接的铁杆，二者与地面接触的电阻值都不能超过30 Ω，在支撑柱上的控制系统处应设有雷电防护装置，在常用电气输送线路上也要设置雷电防护装置。该铁柱在与地面相接触处的电阻不应该超过10 Ω，为了防护雷电而在相关控制系统上设置的金属壳与地面接触处的电阻值不应当超过10 Ω。

超过35 kV的电气输送线路不需要在整体线路上设置雷电防护装置，在雷电低发区外，应在3～5 kV电气输送杆线路上采用陶瓷或者绝缘用料作为其支撑横担。如果采用铁质横向载荷装置，应在电气输送可靠性高的线路上采用绝缘子等级量更高的绝缘用料，以缩短故障检修及消除时间，从而使雷击率下降，减少因被雷电击中而产生的跳闸和线路断开现象。

2.2 交叉区域

在交叉区域所设定的电气输送线路的支架两端的电阻值应当不小于其相邻支撑杆的绝缘阻值。对于同级线路，当其通信路线出现相交叉现象时，应当增大导线的间距或下面雷电保护装置的纵向距离。当导线温度为40℃时，传输电压为3～10 kV的电气运输线路距离不应小于2 m，输送电压为20～110 kV的输电线路距离应该不小于3 m。针对以电荷流动最大允许量为截面选择依据的线路，在对其进行相关校验时，应当将其在允许温度下的交叉间距作为着重点，该间距应该与其间隔电压差异值不同，并且应该大于0.8 m。输送电压为3 kV及3 kV以上的输送线路在与其他输送或者通信线路交叉时，所用的支撑柱和雷电预防装置应该不少于4基，并且这些支撑柱和雷电防护装置都应该与地面相接；当输送电压为超过3 kV的路线与其他线路交叉时，要在两端采用木质支撑杆支撑，并且应该在该支撑柱上采用具有排气功能的雷电防护装置或者间隔式保护装置。如果其间隔距离在2 m以上，则该路径不适用。

3 具体措施

3.1 架空线路

当该装置被雷电直接击中时，线路的绝缘子会出现闪络现象，这是因为雷电对该系统的绝缘用料的破坏性较强。因此，在对中压设备进行设计时，设计者可以在相关位置增加绝缘组件数量，或者在设计中采用能够降低冲击电压的绝缘用料，从而使雷电对输电线路的影响降低。

当雷电直接击中支撑杆时，所产生的电流会通过杆体传入地中。由于杆体在与地面连接处有电阻，雷电产生的电流会因有电阻存在而转化为过电压。该电压存在于架空段，累计量过大会导致闪络现象出现，从而引起短路故障，导致相关保护装置跳闸。为了降低损害，相关人员可以采用降低支撑杆与地面连接处电阻或者降低架空段电感值的方法。在绝缘物体破损后，雷电积累量达到定额，会在电气输送路径中产生过多的热，烧断输送线路。为了对该现象进行防护，相关人员应该在绝缘组件两侧进行间隙电压并联，使该组件的雷电抵抗度增加，这样可以使雷电产生的电流不大于导线的载荷最大值，避免导线断裂事故的发生，降低相关组件的电感值，使设备的稳定性增加，也使设备的耐雷电能力增强。

3.2 开关柜

在电厂中，为了规范陈设，相关控制开关都设置在室内柜中。由于开关都在相关建筑中，不会遭受雷电直击，但感应雷会对其造成损伤，所以该组分应该对感应雷进行防范。感应雷形成后，通过电气输送线路导入开关处，对其造成损伤，由于开关箱中所用电路连接线耐压能力较差，当感应雷传至此处时，电缆连接处极易产生断路现象，使设备产生永久性破损。在工作中，相关人员应当增强电缆连接处的绝缘性，提升其对感应雷的抵抗度。另外，可以在开关箱中采用配电性雷电防护装置，使电气配传装置得到深层保护。采用该雷电防护路径能够使系统在雷电环境下稳定工作。

3.3 变压器

配电所用的变压器一般采用连接地面的路径进行雷电防护，但依旧存在雷击危险。对其造成损伤的主要是雷电产生的正反电压，雷电经过变压器流入地面，由于其与地面连接处有电阻存在，雷电经过该处形成电压，该电压会经过变压设备传至高压端。为了对该现象进行防护，相关人员可以在变压器电压转换处设置雷电防护装置，防止雷击产生的电流对相关组件造成伤害。为了防止相关组件在因地面产生的电阻上形成高压冲击，应该降低其与地面连接处的电阻，从而使雷电冲击度被控制在合适范围。

4 结束语

综上所述，发电企业对中压配电器采用相关雷电防护措施很有必要，但相关人员在设计中不应当把电气供应可靠性作为着重点。输送路径采用绝缘子数量多的用料，可以降低该设备遭受雷电损害的概率，使电气输送可靠性提升。但是，该防雷路径会使雷电电子传至下游设备，使下路设备的绝缘系统遭到损害，该种情况也会带来经济损失。所以在防雷路径选择中，相关工作者要综合各种情况，使该防雷路径效能最优化。

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〔编辑：刘晓芳〕

TM862；TM621

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.14.077

2095－6835（2017）14－0077－02