中电广西防城港电力有限公司 广西壮族自治区防城港市 538021
摘要：在改革开放的新时期，我国的国民经济在快速的发展，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。
关键词：发电厂；中压配电系统；防雷措施；配电设备
引言
我国大型电气生产中常常采用规格为6～35kV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6～35kV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架空线路的防雷措施
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。
2．1提高线路绝缘子绝缘水平
直击雷击中架空线路会造成绝缘子闪络，其形成的直击雷过电压对配电线路的绝缘有很大的破坏作用。在设计中，通常采用增加绝缘子片数或采用冲击放电电压较高的绝缘子来加强绝缘，从而减少雷击导线或杆塔时造成的导线对地闪络或相间闪络现象，降低线路断路器的跳闸率。
2．2降低接地电阻值和电感值
当直击雷击中线路杆塔时，雷电流会沿着杆塔进入大地。由于杆塔接地电阻和电感的存在，雷电流会在两者的作用下形成反击过电压。该电压作用于架空线路和大地之间，当达到一定数值时，会造成导线绝缘闪络，从而形成架空线路相间短路现象，导致线路断路器跳闸。为降低雷电造成的反击过电压，可选择两种有效方法：一是降低杆塔接地电阻值，二是降低杆塔电感值。降低杆塔接地电阻值主要通过改善接地导体整体电阻、降低土壤电阻率的方式来实现，降低杆塔接地电感值主要通过增设耦合地线来实现。
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2．3增设放电间隙
架空线路发生绝缘子闪络后，若泄放的雷电流达到一定数值，会导致架空绝缘导线局部过热，进而导致断线现象。针对此类事故，可在易遭受雷击的线路绝缘子两侧并联放电间隙。该间隙的放电电压应高于绝缘子耐受电压，并且，其雷电流应小于导致架空绝缘导线断线的电流值。这样配置既可保证线路供电的稳定性，又可有效防止线路断线。
2．4安装线路避雷器
多数架空线路为保证供电稳定性均提高了绝缘子的绝缘性能，但该方法也并非百利而无一害：高绝缘性能的绝缘子导致雷电流无法得到有效泄放，雷电流只能沿着线路入侵至电厂的下游开关设备。开关设备的绝缘水平远低于架空线路侧的绝缘水平，雷电流入侵会导致开关设备绝缘击穿。因此，应在架空线路靠近开关设备侧安装线路避雷器，以起到保护下游开关设备的作用。
2.5配电变压器的防雷措施
配电变压器的中性点一般直接接地，其雷电危害主要为正/反变换过电压。正变换过电压是指：当变压器低压侧线路遭受雷击时，雷电流经变压器中性点入地，在接地电阻的作用下形成电压，从而在低压绕组上形成过电压。此过电压会经过变压器绕组反馈至高压侧，在高压侧形成较高的过电压，同时危及高低压绕组的绝缘安全。反变换过电压是指：当变压器高压侧线路遭受雷击时，雷电流经高压侧避雷器入地，在接地电阻的作用下，低压侧中性点电位抬高，从而在低压绕组上形成过电压，反馈至高压侧会导致变压器高压绕组中性点击穿。
2.6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中压配电设备防雷要求
3.1一般区域
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。
3.2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3～10kV的电气运输线路距离不应小于2m，输送电压为20～110kV的输电线路距离应该不小于3m。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0.8m。输送电压为3kV及3kV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3kV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2m以上，则该路径不适用。
结语
为防止上述现象造成配电变压器损坏，我们在设计中可采取以下措施：在变压器高低压侧设置避雷器，以防止两侧的雷电流入侵对变压器绕组造成损害；为了防止避雷器放电后在接地电阻上形成高冲击电压，还应降低接地电阻值，从而将该冲击电压控制在变压器绕组可承受的范围内。
参考文献：
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论文作者:苏奎兴
论文发表刊物:《防护工程》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/12
标签：雷电论文; 线路论文; 过电压论文; 绝缘子论文; 防雷论文; 导线论文; 电压论文; 《防护工程》2018年第16期论文;