浅谈农村电网的防雷保护

刘娜 王文博

摘要：农村电网特别是中、低压电网发生雷害的几率较高，如何做好农村电网的防雷工作十分重要。现在各种农网改造和即将大面积开始的煤改电线路改造中，做好防雷工作，可以大大提高线路的安全运行。本文对农村电网和配变的防雷保护提出一些措施。

关键词：农网;防雷保护

引言

现在农村用户的生产、生活与安全用电密切相连，一旦停电将无法正常工作生活。我市每年平均将有30-40个雷暴日，雷害造成的线路掉闸将占全部掉闸的60%，必须把处理好农村电网的防雷保护工作放在重要位置来抓，收集雷害资料，划分雷害区域，结合农网改造采取有效的防雷保护措施，才能保证农网高低压线路提高耐雷水平，安全、可靠运行。

一、现状

农村电网供电半径大、分支线路多、设备多、分布广泛的特点，它直接担负着向广大农村用户和厂矿的供电任务，在雷雨季节一旦发生雷害事故，不仅影响到用户的日常用电和经济损失还可能威胁到人身的安全性。农村电网发生的雷害事故主要表现在：（1）配电变压器受雷击的损坏率较高;（2）架空配电线路频繁发生雷击断线事故;（3）低压配网受雷击分很多种情况，往往会造成家电损坏或人身伤亡事件。

二、农网配电变压器的防雷保护

农村电网中配电变压器绝大多数为Y/Y接线，当高压侧落雷时三相同时进波，高压侧避雷器动作放电，雷电流加到低压侧的大压降，可能将把低压侧线圈绝缘击穿，同时在器高压绕组上按其变比电磁感应出高电压，在高压侧中性点上达到最大值，使中性点绝缘击穿，这种反变换引起的过电压还可能击穿高压绕组的层间或匝间绝缘[1]。

另外，当配电变压器低压侧遭受雷击时，低压侧的冲击波也将按变比在变压器的高压侧感应出电压，其大小正比于进波电压的幅度、变压器的变比，反比于接地装置接地电阻的大小，其幅值高达能击穿高压侧的绝缘，即为正变换形成的高电压。

为防止通过正反变换引起的过电压使变压器绝缘损坏，除在配电变压器高压侧加避雷器保护外，在低压侧也加装避雷器保护。实践证明，加装低压避雷器对减少雷击损坏配电变压器的事故时十分有效的。至于装了低压避雷器仍有少量配电变压器发生雷击损坏的情况，其主要原因如下：

1、低压避雷器残压较高，正反变换会损坏变压器的绝缘;2、制造工艺参差不齐、绝缘缺陷、严重老化、长期过负荷、维修不到位均会引起变压器损坏;3、变压器接地不良，电阻超出标准值。

为了减少配电变压器雷击受损事件，应采取下面措施：

（1）雷雨季节前对配变高低压侧的避雷器做定期试验，及时处理修正不合格的避雷器;

（2）监测配电变压器的负荷运行情况，处理过载情况，尽可能在最优负载率附近运行，保证周期寿命;

（3）定期对配变做检修试验、测量接地电阻;

（4）若配电变压器接地电阻偏高，则采取措施，比如使用降阻剂、延伸接地极;

（5）配变的高、低压侧采用两个接地装置，使低压侧零线与高压侧避雷器的接地装置保持三米及以上的距离。

三、农网低压线路的防雷保护

多雷地区的农网低压架空线路、进户线常常遭受雷击，有以下几种情况：

（1）线路或进户线遭遇直击雷或感应雷;

（2）雷反击到线路或进户线上;

（3）雷击变台的高压侧后，却窜到低压线路或进户线。

雷害事故调查分析指出多雷地区受雷害危害较大，造成人身或财产安全受损，要重视多雷区的地区特性，做好防雷保护措施，如下：

（1）农网改造过程中，低压线路都使用砼杆和铁横担，逐步淘汰不良绝缘的木质品。

（2）多雷地区的砼杆铁横担的低压架空线路，每隔100—200米把支持导绝缘子铁脚接地。一般地区接地电阻值要求不超过30欧，如果是高土壤电阻率地区则不超过50欧[2]。砼电杆铁横担具有自然接地作用，少雷地区可酌情不必铁脚接地。

（3）如果是特殊重要的低压用户，在建筑物前的低压线路50米左右处安装一组低压避雷器，在建筑物内再加装一组低压避雷器，全部可靠接地。

四、关于农网配电线路雷击断线的保护

1、农村配网络受雷击断线的事故较多，造成长时间停电甚至人身伤亡事故，危害较大。发生雷击断线事故的原因主要是因为配电线路的绝缘水平低造成的。大部分配电线路设备运行年久老化，健康程度较差，有的线路至今还用着p—15型绝缘子，所以很容易闪络击穿，发生雷击断线。

2、绝缘导线应用以来，线路故障率大大下降，但依然容易遭受雷击，且容易发生断线。绝缘导线的雷击断线特性不同于裸导线。当雷击于绝缘导线时，绝缘子因过电压闪络，同时击穿了导线的绝缘层，绝缘层又起到阻碍电弧沿着导线表面向两侧移动的作用，导致数千安培的工频电弧电流只能滞留在绝缘击穿点上，导线很快就能发生熔断[3]。

通过分析，为了减少农网雷击断线的事故，要进一步提高配电线路的绝缘水平，切实做好以下防雷保护措施：

（1）因地制宜，北方风沙大，适合采用机械强度较大且绝缘水平较高的横担。

（2）配电线路采用水泥杆铁横担时，使用的绝缘子要求比线路额定电压再高一级，比如可用p—20型或新型合成绝缘子，对于污秽地区的配电线路，为了增大绝缘子爬距，对耐张杆塔，可采用双吊绝缘子。

（3）因配电线路点多、面宽、线长，考虑其经济性，可利用导线三角形排列的最上面导线起到避雷线的作用，可在绝缘子上，每隔一定距离就装设一个接地的保护间隙用来防止雷害事故。

（4）配电线路绝缘薄弱，可以在个别薄弱的金属杆塔、特别高的杆塔、终端杆上，加装避雷器进行防雷保护。

（5）根据配电线路上的电气设备的不同特性进行不同的防雷保护，如配变、断路器和隔离开关应采用差异性的保护装置，如不同的避雷器或保护间隙。

（6）为了确保配电线路遭受雷击后雷电流的有效释放，改善配电线路杆塔和防雷装置的接地电阻。根据土壤电阻率的不同，可采用不同的降阻材料减小接地电阻。

（7）雷电过电压幅值大，但作用时间极短，绝缘子的热破坏多由雷电流过后的工频续流即电网的电容电流造成，当电网电容电流大于10A时可安装自动跟踪补偿消弧装置。

（8）绝缘导线的防雷可采用以下措施：

A、采用防雷绝缘子。在雷害活动较频繁的地区将普通绝缘子更换为防雷绝缘子，每3基电杆增加一处接地装置。

B、在架空绝缘线路直线杆负荷侧安装放电线夹。

C、在多雷区按照一定距离安装线路过电压保护器，即带有外间隙的氧化锌避雷器。

D、为了使电弧较易熄灭，可考虑延长闪络路径，增加绝缘子的绝缘强度。

E、在多雷区杆塔局部剥离导线的绝缘层，使该部分成为性能不同的裸导线，使电弧工频电流不聚集在击穿点，能在剥离的裸导线部位滑动减少断线风险。

结束语

为了减少雷击对电网损害，要切实做好防雷保护措施，比如在配变的低压侧加装避雷器作防雷保护;对重要用户的低压线，将电杆的绝缘子铁脚可靠接地，对特殊重要的低电压用户，加装低压避雷器。结合农网改造采取有效的防雷保护措施，才能保证农网线路提高耐雷水平，安全、可靠运行。

参考文献：

[1]杜欣军，刘雪梅. 配电网的过电压保护问题[J]. 经济技术协作信息，2009（36）：175.

[2]臧天权，尚有为.农村电网改造过程中的防雷保护[J].電力学报，2001（03）：231-232.

[3]黄生.浅谈10kV架空绝缘导线防雷措施[J]. 科学与财富，2016（8）：645-645，644.

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