电力配电系统防雷与接地技术的应用

电力配电系统防雷与接地技术的应用

赵龙 宋慧

内蒙古电力（集团）有限责任公司呼和浩特供电公司  内蒙古呼和浩特  010030

摘要：雷电属于正常的自然现象，可通过气象卫星对其进行预测，只要掌握常规避雷方式，便可躲避雷电的危害。当前电网改造不断深入，变配电技术得到飞速发展，但在实际施工中部分人员忽视配电系统防雷接地工作，导致雷电事故发生，部分配电系统处于停电状态，为企业带来严重经济损失。对此，应采取有效举措做好防雷接地工作，确保配电系统的安全稳定运行。

关键词：配电系统；防雷接地技术；应用

1电力配电系统防雷接地的重要性

（1）有利于保护电力配电系统以及电气设备。电力配电系统长期暴露于外部环境之下，而我国夏季降雨天气较多，且常会伴随雷电现象，会对电力配电系统产生严重的破坏，使其不能正常运行。从所记录的电力配电系统雷击事故可知，电力配电系统遭遇雷击后，整个区域中所有由该电力配电系统连接的设备和系统都会受到严重影响。对电力配电系统采取相应的防雷接地技术，能够有效提升其防雷效果，保证电力配电系统在运行的过程中不会产生混乱的电流，使电力配电系统的安全性得到显著提高。（2）有利于高效预防停电事故。在正常运行的情况下，电力配电系统配备有相应的自动保护措施，但一旦电力配电系统遭受雷电的冲击，受雷击的影响，电力配电系统电压会出现“过电压”现象，会自动进行跳闸操作，导致部分地区停电。与此同时，雷电冲击还会使电力配电系统的基础设施设备受到破坏，使电力配电系统不能继续正常运行，需要工人进行维修。而在维修的过程中，需要进行断电维修，因此难以避免停电现象。而在电力配电系统中增加一定的防雷接地技术，能够在一定程度上减少电力配电系统遭遇雷电冲击的现象，从而避免出现跳闸和停电事故，确保供电系统能够正常供电，为人们的日常生活和工作提供稳定的电力。

2配电系统防雷与接地技术的应用

2.1接地体防护的形式

接地体在电力配电防雷项目建设中占据了重要地位，主要由接地线、接地网构成，接地网埋藏在厂区地下与土壤相连接，材质一般是裸铜线、镀锌钢，接地干线是接地网和电气设备连接的部位，容易受到土壤湿度、温度、土壤内部多种因素的影响。目前接地防护技术中最常见的措施是电化学防护中的阴极防护，将直流电导入地下后产生极化效果实现接地保护。还存在一种常见的防护措施，人们常常以增加金属的厚度来实现。最好选择有特殊涂层的材料进行接地涂抹，从而实现接地防护效果。1）防腐要求。表面防腐要求非常高，但是会影响到电阻的稳定性、接地效率，接地体需要直接接地，在土壤、水、空气中的腐蚀受到很大影响，要想保持寿命就必须要重视防腐处理工作。2）加降阻剂。个别情况下需要添加降阻剂实现部分功能。降阻剂是增加接地导体界面的一种特殊材料，添加过程中析出无机盐降低土壤周围的电阻率，因此会污染土质、水源，还会腐蚀接地体，使用时一定要慎重选择。3）换土降阻。这是一种比较新型的降阻模式，通过使用低电阻率的土壤来作为接地网基本材料，降低接地网周围土壤中的电阻。该方式具备很强的操作性，成本低廉，经济效益非常高，适合推广使用。

2.2配电线路接地

在电力系统中，最常用的避雷技术是利用避雷针等相关设备，这也是目前最主要的避雷措施。电力企业的工作人员需要根据配电线路的实际情况，选用合适的避雷设备，避雷装置的选择及其安装都需要满足一定的条件，避雷设备会根据情况的差异性产生不同的效果，传统的避雷装置有一定程度的局限性，效果较为一般。例如，10kV的导线线路适合用避雷针作为避雷设备，在雷电较频繁的地区，可以安装避雷器。避雷线的设备安装相对复杂，成本较高，不太常见。但是在一些环境复杂的地区，对类似100kV的高压线路，需在其整体范围内安装避雷线，如果是在环境较为恶劣的位置，则需要双层设置避雷线。如果是40kV的高压线路，其环境比较稳定，安装全线路的避雷线，其施工较为复杂，成本也相对过高，可以采用间隔安装的方式，每隔1～3km设置避雷线，在保护线路、防止雷击的同时节约了施工成本。在中压线路的区域，如20kV的绝缘线路，雷电过压会导致其电流迅速放大，很容易造成电弧放电，该过程中产生的电流可以轻松打穿绝缘层，造成线路损坏，并且雷电过压还会形成一段时间内的金属通道，造成跳闸，影响人们正常用电。对该类线路的防雷接地，可以在适当的情况下安装避雷线等设备，对其进行有效控制。在低压线路的区域，通常是指380V及220V电路，该类型的线路一般运用绝缘子接地方式，该方式需工作人员合理把控电阻，将设备的接地电阻控制在4Ω以内，由于此线路属于低压线路，因此其用于防雷接地的电阻尽量不超过10Ω，一般只需要三处接地即可，进而保证接地有效。

2.3变电所接地

如果变电所电压等级小于35kV，绝缘水平较低，应安装独立的避雷针，主要是指不借助其他建筑物进行架设的专门杆塔上方安装接闪器形成的避雷装置，可有效预防和降低避雷针在雷击状态下对被保护物产生的反击放电概率，通常采用与被保护物相互分离的独立接地装置。如果变电所电压等级大于110kV，应具备较高的电压配置绝缘水平，在配电构架上直接安装避雷针，且高电位无法产生电气设备反击等问题。此外，还应将辅助装置安装在避雷针上，在连接接地网方面，接地装置与主变压器的接地装置之间应预留15m的距离，这样做在高电位产生避雷器接地装置后，可顺着接地网传递到接地点中，保障进入的雷波在变压器接地处传播时，变压器中不会出现反击事故。由于变压器的绝缘能力相对较低，同时又是变电所中的重要内容，因此应将避雷装置安装在变压器门型架之上。由于配电装置与变电所出线首个杆塔较远，可将构架与避雷线相连，此时便可有效保护这段电线。与避雷针相比，此种方式更具经济性。因避雷线的两侧带有分流功能，如果出现雷击情况，电位提升的概率较小。对此，当配电装置超过110kV时，可向构架引入避雷线，当区域土壤电阻超过1000Ω/m时，应集中设置接地装置。当配电装置电压等级在35~60kV时，应确保当地土壤电阻率低于500Ω/m，这样便可向门型构架引避雷线，实现集中设置；当土壤电阻率在500Ω/m以上时，杆塔为避雷线的终止位置，可采用避雷针对变电所进行保护。

2.4配置浪涌保护器

（1）电源防雷方案。根据现行电力线路安全作业标准，在将外接金属线路连接至配电系统所处建筑物时,务必提前插入长度不超过10～20m的金属管，利用金属管将外部雷击高压传导至土地中，维护配电系统及电力设备安全。因此在配电系统设计上，应保证对于各线路的三相进线均安装15kA浪涌保护器，将浪涌保护器经由引线与配电室进线端并联，有效提升线路感应强度，发挥对低压配电系统的防雷保护功能，且实现对雷击电压的有效控制。（2）次级防雷方案。将浪涌保护器引入配电线路防雷接地工程中，将雷击产生的过电压控制在3kA以内，对此需保证浪涌保护器的通流容量选定为45kA，用于将浪涌保护器作用于线路后释放的残余压力及高强感应形成的电流进行再次释放，对于单相、三相线路均具备良好适用价值，为后续其他设备接入留足余量。其中对于单相用电设备，需将浪涌保护器的通流容量控制在20kA左右，并将装置与用电设备前端串联，可发挥对高压静电的有效防护作用。

3结束语

电力配电系统的防雷与接地工作相对复杂，需多方面考虑天气、环境及线路的实际情况，工作人员应根据实际情况具体分析，采取合理且科学的方式进行防雷接地处理。电力企业在开展电力配电系统的防雷与接地工作时，应合理制订工作规范，设计科学的防护措施，开展有效的防雷接地措施，以保证电力配电系统正常运行。

参考文献

[1]孟昭显,管良,曹远,等.输电线路防雷接地设计的问题与改进措施[J].电子测试,2019(22):85-86.

[2]周扬.配电网防雷的主要技术措施和建议思路构建[J].中国新通信,2020,22(05):83.