电力配电系统的防雷与接地技术分析

电力配电系统的防雷与接地技术分析

董,霄

陕西省水利电力勘测设计研究院   陕西省西安市   710001

摘要：当前我国电力配电技术相对成熟，但是在配电系统的防雷方面仍然存在一定的不足，配电线路及相关设备遭受雷击的情况依然经常出现，因此必须重视电力配电系统的防雷与接地工作，从而降低其对电力配电系统的不利影响。为此，文章主要围绕电力配电系统防雷与接地技术展开分析，首先阐述了电力配电系统防雷与接地技术原理，然后分析了配电系统防雷与接地的主要形式，最后研究了相关技术的具体应用，以保障配电系统运行的稳定性和安全性。

关键词：电力配电系统  防雷与接地

引言

电力配电系统户外运行环境使得其很容易受到雷电现象的影响，一旦其遭受雷击，不仅会影响到电力配电系统的正常运行，引起停电事故的同时，还有可能诱发设备着火、爆炸等安全事故，造成一定的财产损失和人身威胁。因此，防雷接地工作对整个配电系统起到非常重要的保护作用。雷击具有一定的随机性，一般的预警与防护措施很难起到有效的保护作用，在这样的情况下，必须通过完善的防雷与接地措施，以降低雷电侵袭对电力配电系统的影响，从而保证配电系统的稳定运行，这对提高电力配电系统的安全性而言，具有重要意义。

  1电力配电系统防雷与接地技术原理

雷电作为一种自然现象，主要是由于有大量的正负电荷的云，当其与带有异种电荷的云或者是地面凸起物达到一定距离后，会产生放电现象，同时产生电闪与雷鸣。在这一过程中，雷电可能会通过感应雷、直击雷等形式对人畜或者地面设备造成损坏。针对电力配电系统，雷电现象会以高压的形式对输电线路或者输电设备形成冲击，甚至有击穿绝缘保护层的可能，并由此带来爆炸、火灾等危害，引起停电现象。不仅如此，雷电发生时所产生的电磁冲击、电排斥力均可能对电力配电系统造成严重危害，因此有必要采取防雷与接地技术对电力配电系统进行保护[1]。其主要技术原理在于，根据雷击特点，通过导线将雷击所产生的电流导入大地，从而避免电流通过相关设备，对电力配电系统形成保护作用。在此过程中，主要依靠金属导体对雷电进行吸引，通过接地网络来对电流进行引导，使得雷电对电力系统的破坏作用降至最低。

2配电系统中接地与防雷的具体内容

配电系统在进行防雷与接地设计时需要根据电压的等级状况、线路回路情况，在综合考虑分析后选择合适的避雷器，从而提高防雷质量。 比如在裸导线线路防雷与接地设计中会使用大量避雷线，这样会增加项目工程的施工成本，而且架设线路的难度也相应提高，给施工带来不便。 因此，在进行线路设计时应该注意使用避雷器代替线路部分，尤其是针对用电大且线路频繁的地区，在对外部用电情况进行详细分析了解具体情况后严格设置杆塔的位置，采取有效措施降低雷击可能给配电系统带来的灾害。 在现代配电网络的建设中还会出现闪络情况，直接威胁电网运行安全。 而且在实际运用过程中，高压配电与低压配电之间存在差异。 电力配电系统设计中的接地防雷保护一直是系统安全运行的重要保证，也是保护工作人员安全的主要途径。１）工作接地保护。 在系统中是维护安全与稳定的重要因素。 工作状态下电力系统容易出现电抗、电阻、避雷器、接地装置相连，随之电流增加，如果不迅速切断设备，由于具备能量太大，会发生火灾情况。 工作接地是直接将电能导入以及降低电气设备和电线上的电流，有效避免事故的发生。２）重复接地是零线与金属相连接。 当出现碰壳、接地等故障时可以降低零线中的电压来保护设备，达到设备保护的效果。 电力系统中这种保护方式不仅能够实现多层保护，还可以将电力系统通过双向保护来提升电路的抗干扰能力，有利于提升电路的经济性效益。 在重复接地装置中一定要充分重视工作接地、保护接地工作的开展，通过完成安全防护指令，有效降低输电线路产生故障的概率.

3防雷与接地技术

3.1 配电线路接地防雷

在电力系统中最常用的技术仍旧是避雷线、避雷器等设备作为主要的防雷措施，这两种避雷装置在选择、布置上都需要根据具体使用场合的具体情况来区分，不同情况下就会产生不同的差异得到不同的结果，也就是说这种传统的设备在材料上存在一定的局限性，这也决定了电力配电系统使用质量存在局限性，效果不佳。 比如１０ ｋＶ 裸导线线路，采用避雷针作为主要手段即可。 但是防雷线造价高、施工复杂，因此目前使用并不常见，人们常常在雷电活动频繁的地区选择安装避雷器。１０ ｋＶ绝缘线路在电网改造推进的背景下广泛使用交联聚乙烯加工绝缘线，该线路具备一定绝缘功能，但是为了保护电网系统，有必要装置避雷器。 如果是低压线路，一般在变压器出线口安装低压避雷装置就可以达到理想的防护效果。

3.2传统避雷器材料的缺陷

传统配电系统中的防雷和接地装置使用的材料均为镀锌角钢，通过单点、两点接地的方式达到避雷效果，这种材料在目前的配电系统防雷中有比较明显的局限性，甚至阻碍了电力系统具体使用质量、使用效率。 该材料的标准长度是 ２．５ ｃｍ，镀锌角钢如果使用在土壤电阻含量比较高的地方，电阻值无法达到国家标准，效果也不明显。 在实际使用过程中改材料的截面，面积比较大，还需要开挖施工，施工量大，线路架设周围影响因素比较多，安装难度大等影响施工效率。 该材料很容易被腐蚀和断裂，对整个工程质量都会造成影响，尤其是断裂之后导流能力下降，容易造成二次反击

[1]。

4电力配电系统防雷与接地技术的具体应用

4.1配电变压器防雷接地

配电变压器是电力配电系统的重要组成部分，具有重要作用。对于配电变压器防雷接地保护，通常采用架设避雷器的形式，并采用三位一体的接地方式，即将变压器金属基座、低压侧中性点与避雷器的接地下引线，统一与接地装置连接。当雷电落在低压侧线路上时，通过避雷器的放电作用，即可避免雷电的冲击电压击穿绕组，损害变压器情况的发生，此时绕组将只承受避雷器残余电压冲击，不会对变压器形成损坏，从而起到良好的防护作用。避雷器接地引线在允许范围内，应当越短越好，否则将与避雷器残压作用叠加，引发破坏现象[2]。

4.2计算机与通信设备的接地措施

计算机与通信设备是配电系统中不可缺少的部分，其依赖于建筑保护作用，应当根据要求加强建筑防雷与接地，同时其也应当根据要求做好设备本身的接地作业，以保证其正常运转。计算机与通信设备与配电系统的通信一般经由通信电缆和天线的连接，为了保证正常的通信，应将电缆外层与大地连接，实行多点重复接地，并与建筑接地网络相连，构建成为等电位防雷系统，同时可加装避雷器强化避雷效果。建筑内部计算机与通信设备等，应当合理进行分级，逐级采取防雷保护，以建筑和电源防雷接地实行一级防雷接地，机房与设备端口实行二级防雷接地，形成防雷接地系统，从根本上防止雷电电压的冲击和侵入，从而确保建筑内部相关设备的正常运行[3]。

结束语

  在具体分析中要意识到配电系统的防雷与接地的复杂性与特殊性，在整个工程建设过程中每一个环节都要投入人力和物力作为支持，部分情况还需要完善和调整，针对地区的不同，部分规范也存在差异。 而电网部门在开展具体工作的过程中，应该制定出预案、防护措施，根据地方存在的差异做好合理规划，提高电网线路的性能[4]。

参考文献：

[1]李平文.电力配电系统的防雷与接地技术分析[J].技术与市场,2021,28(09):110-111.

[2]周荣.电力配电系统的防雷与接地技术分析[J].光源与照明,2021(06):111-112.

[3]何奇锐. 配电系统运行中防风及防雷维护策略的研究[D]. 广州: 广东工业大学, 2019.

[4]   范亚洲, 苏超. 35 kV输电线路及10 kV配电系统防雷技术应用[J]. 电工技术, 2020 (12) : 105-106.