电力系统配网设备防雷保护研究

电力系统配网设备防雷保护研究

乔玉楠

新疆哈巴河县电力公司  新疆哈巴河县   836700

摘要：配网设备作为电力系统的末端环节，直接与用户相连，其安全稳定运行对于保障电力供应、满足用户需求具有至关重要的作用。然而，配网设备在运行过程中常常受到各种外部环境的威胁，其中雷击是一个尤为突出的问题。配网设备若是受到了雷击，一方面可能会使得设备受到一定的损坏，对电力系统自身的正常稳定运转产生负面影响，还可能诱发一系列的安全事故，威胁人们的生命财产安全。因此，加强电力系统配网设备的防雷保护工作，提高设备的防雷能力，已成为电力行业的一项重要任务。

关键词：电力系统；配网；防雷保护

引言：如今，电网在人们生产与生活当中的价值愈发重要。电力系统配网设备是电网运行的关键组成部分，对于维持电力供应的稳定性和连续性具有重要意义。然而，配网设备在运行过程中面临着诸多风险和挑战，比如雷击风险等。雷电作为一种强大的自然现象，不仅可能对设备造成直接破坏，还可能引发设备故障、短路、火灾等严重后果，对电力系统的安全稳定运行构成严重威胁。因此，对电力系统配网设备进行防雷保护研究具有重要的现实意义。

一、雷击损坏配电设备的原理分析

雷击损坏配电设备的现象通常表现为设备烧毁、短路、绝缘失效等。这些现象的原因主要包括两个方面：一是雷电的高电压、大电流特性使得设备无法承受而损坏；二是雷电侵入配电设备的途径多种多样，如直接击中、沿线路侵入等。从整体上来讲，雷击损坏配电设备原理如下：

1.雷电侵入途径

雷电可以通过多种途径侵入配电设备，包括直接击中设备、沿线路侵入以及地电位反击等。直接击中设备时，雷电的高电压和大电流会直接作用于设备，导致设备损坏。沿线路侵入时，雷电电流会沿着输电线路侵入配电设备，产生过电压和过电流，从而损坏设备[1]。地电位反击则是在雷电击中接地系统时，接地电阻上的电压升高，可能导致设备绝缘击穿。

2.反击现象

反击现象是指雷电击中接地系统或线路时，由于接地电阻的存在，接地电位会瞬间升高，可能导致设备绝缘击穿或损坏。反击现象的发生与接地电阻的大小、设备的绝缘水平等因素有关。

二、电力系统配网设备防雷保护措施及选择原则

目前，常见的配网设备防雷措施主要包括安装避雷器、加强设备绝缘、接地保护等。避雷器是防止雷电侵入波对设备造成损害的重要设备，能够有效限制雷电过电压；加强设备绝缘则可以提高设备的耐雷水平，减少雷击对设备的直接损害；接地保护则能够将雷电流引入地下，避免设备受到雷电流的直接冲击。在选择防雷措施时，应综合考虑配网设备的运行环境、设备类型、耐雷水平等因素。对于运行环境较为复杂、雷电活动频繁的地区，应采用更为可靠的避雷器和加强绝缘等措施；对于耐雷水平较低的设备，则可以通过改善接地网、增加接地电阻等措施来提高设备的防雷能力。

三、电力系统配网设备防雷保护措施

在电力系统中，配网设备是连接输电网和用户的桥梁，其稳定运行对于保障电力供应具有重要意义。然而，配网设备在运行过程中常常受到雷电的影响，导致设备损坏和停电事故。雷电具有高电压、大电流、强电磁辐射等特点，对配网设备的安全运行构成严重威胁。因此，研究配网设备的防雷保护技术，提高设备的防雷能力，对于保障电力系统的稳定运行具有重要意义。

1.架空裸导线防雷

对于架空裸导线体系，通常是运用避雷线的方式进行防雷操作，然而，在进行实践施工作业时，避雷线施工作业的便利性较低同时需要消耗较高成本，所以，并未全面地在防雷工作当中予以应用[2]。如今，仅仅针对雷电出现频率较高的区域，安装避雷器或者进行杆塔接地等操作，来达到架空裸导线防雷的效果。

2.变压器防雷

对于电力系统配电网当中的变压器，通常是运用如下几种措施进行防雷操作：第一，对于部分企事业单位等用户群体而言，其在对配电变压器进行应用时，可以选择将变压器安装在配电室当中，之后，在建筑物顶部位置，安装避雷针，此种操作便可以有效降低直击雷对设备造成的损坏。第二，可以运用单地接网的途径，在变压器低压与高压侧，对避雷器进行安装，同时变压器当中的金属外壳、低压一侧的中性点、避雷器接地线必须同时进行接地操作。第三，应用具有防雷功能的新型变压器。在电力配网设备体系运行时，通常是选取低压侧绕组为平衡设置的防雷变压器。运用接线绕组的方法予以变换，可以有效降低接地电压电阻数值，促使其和相同铁芯间形成相反的磁势，同时能够互相抵消，通过这样的方式，可以保证其不再向着高压侧的方向变换，从而有效降低逆变换过程对于配电设备形成的危害。

3.绝缘导线防雷

在电力系统配网设备体系当中，针对于绝缘导线，主要运用如下三种举措进行防雷：第一是更换防雷绝缘子，通常情况下，十千伏绝缘导线不可以运用避雷线来实现防雷的效果，所以，对于原来的绝缘子，可以运用具有防雷属性的绝缘子予以替代，对于铁横担，可以运用绝缘性质的玻璃钢予以替代，运用上述方式能够在一定程度上强化绝缘子自身的耐雷性，同时还可以降低工频的建弧率。第二是对具有防雷属性的穿刺行金具进行设置，此类金具是基于雷电短线所设置的防雷疏导设备，此种设备可以促使燃烧点转移，尽管会产生工频短路的问题，也可以有效避免出现线路烧断等问题，所以可以使得线路保持在正常的运转状态当中。第三是对穿刺避雷器进行设置，此种装置主要涵盖着本体、穿刺线夹、空气间隙等部分，运用此种装置可以降低线路故障的发生概率，同时在受到雷击后，绝缘导线可以形成感应雷与直击雷的过电压效果，同时可以转移燃弧点，避免出现导线被烧断的问题。

4.增加局部导线绝缘厚度或闪络路径

雷电过电压在配电线路上产生作用时，若是绝缘子自身的绝缘水平低于过电压整体的峰值，配电线路便会产生闪络问题。闪络之后可能会出现工频续流的问题，由此催生出配电线路的短路故障问题。对此，有效增加导线绝缘层厚度能够实现一定的绝缘保护效果，这是因为雷电在出现时会伴随击穿电力，雷电在对空气予以击穿之后会形成落雷现象，落雷出现的根因是云层当中具有较高水平的电势，大地整体的电势水平相对较低，换言之，电势差是催生出落雷与雷击问题的重要原因[3]。然而，因为导线内部会通过电流，结合电流分布状况可知，其对于雷击表现出一定的引导作用，因此，时常其会成为雷击对象。虽然可以借助避雷设备的方式把部分雷电引入大地，然而，由于避雷器的作用与价值本身相对有限，因此，增加导线自身的导线厚度能够在一定程度上使得导线表现出更优的绝缘性能，也就是使得电势得到了提升，这会降低其对雷电的引导性，也就使得被雷击的风险下降。

5.定期检查与维护

为了确保配网设备的防雷保护效果，应定期进行防雷设备的检查和维护，及时处理故障。同时，建立实时监测系统，对配网设备的运行状态进行实时监测，一旦发现异常情况，立即采取措施进行处理。

三、结论

综上所述，加强电力系统配网设备防雷保护对于确保用电安全和稳定运行至关重要。在实际工作中，应充分了解和分析雷击风险，采取相应的防雷保护措施，并加强监测和评估，确保设备的正常运行和安全性。随着科技的进步，配网设备防雷保护技术也在不断发展。目前，一些新技术如智能化防雷系统、在线监测技术等已经开始应用于配网设备的防雷保护中。未来，随着新材料、新工艺的不断涌现，配网设备防雷保护技术将更加先进、高效。

参考文献：

[1]庞宇.试论电力系统配网设备的防雷措施[J].电力建设,2016(29)：112-113.

[2]镇成斌.关于电力系统配网设备防雷措施的研究[J].工程技术,2016（9）：223.

[3]段绪金，齐飞，叶会生，等.配网防雷现状与治理措施研究[J].电气应用,2015（S1）：17-20.