论文部分内容阅读
【摘要】文章主要结合笔者的工作经验，阐述了雷电的形成及危害种类，从中总结了农村输电线路的雷电防御现状及原因分析，进一步针对农村输电线路的防雷及接地保护措施进行了详细分析与研究，并提出了农村输电线路防雷及接地保护的意义和价值，以供大家参考。
【关键词】农村输电线路防雷及接地保护技术
广东省属于雷电多发区，每年由于雷电引发的火灾、爆炸事故经常发生，不仅造成人员伤亡和经济损失，也严重影响输电线路的安全运行，雷电灾害已成为危害程度仅次于暴雨洪涝、气象地质灾害的一大气象灾害。近年来，本市特别是山区农村配电网络因雷击灾害造成的线路故障和间接财产损失呈不断上升趋势，其中3/4左右雷击故障发生在农村高山地区。因此，如何解决农村输电线路的雷灾问题，对加强农网输电线路的防雷工作具有非常重要的意义。
一、雷电的形成及危害
1.1雷电的形成
雷电是由雷云（带电的云层）对地面建筑物及大地的自然放电引起的，它会对建筑物或设备产生严重破坏。因此，对雷电的形成过程及其放电条件应有所了解，从而采取适当的措施，保护建筑物不受雷击。
在天气闷热潮湿的时候，地面上的水受热变为蒸汽，并且随地面的受热空气而上升，在空中与冷空气相遇，使上升的水蒸汽凝结成小水滴，形成积云。云中水滴受强烈气流吹袭，分裂为一些小水滴和大水滴，较大的水滴带正电荷，小水滴带负电荷。细微的水滴随风聚集形成了带负电的雷云；带正电的较大水滴常常向地面降落而形成雨，或悬浮在空中。由于静电感应，带负电的雷云，在大地表面感应有正电荷。这样雷云与大地间形成了一个大的电容器。当电场强度很大，超过大气的击穿强度时，即发生了雷云与大地间的放电，就是一般所说的雷击。
1.2雷电的危害
雷电的破坏作用主要表现在以下几个方面：（1）直击雷的危害。雷云直接对建筑物或地面上的其他物体放电的现象称为直击雷。雷云放电时，引起很大的雷电流，可达几百千安，从而产生极大的破坏作用。雷电流通过被雷击物体时，产生大量的热量，使物体燃烧。被击物体内的水分由于突然受热，急骤膨胀，还可能使被击物劈裂。所以当雷云向地面放电时，常常发生房屋倒塌、损坏或者引起火灾，发生人畜伤亡。（2）雷电感应的危害。雷电感应是雷电的第二次作用，即雷电流产生的电磁效应和静电效应作用。雷云在建筑物和架空线路上空形成很强的电场，在建筑物和架空线路上便会感应出与雷云电荷相反的电荷。在雷云向其他地方放电后，云与大地之间的电场突然消失，但聚集在建筑物的顶部或架空线路上的电荷不能很快全部泄入大地，残留下来的大量电荷，相互排斥而产生强大的能量使建筑物震裂。同时，残留电荷形成的高电位，往往造成屋内电线、金属管道和大型金属设备放电，击穿电气绝缘层或引起火灾、爆炸。（3）雷电波侵入。当架空线路遭受雷击时，由于雷云在附近放电，在导线上感应出很高的电动势，沿线路将高电位引进建筑物内部。出现雷电波侵入时，可能发生火灾及触电事故。
二、农村雷电防御现状及原因分析
通过对本县雷电多发地区的农村进行调查研究，我们认为山区农网输电线路雷击灾害严重的原因主要包括以下几个方面：（1）农网输电线路没有安装防雷设施或防雷设施不合格。我县现有的农网输电线路上都没有安装防雷设施（没有安装简单的避雷带、针、避雷引下线等），没有形成自然防雷引下线，线路塔基地面也没有安装接地网或简单接地散流金属。（2）输电线路的重点防雷部位没有双重保护雷电防护设施。农网输电线路通常架设在山区高处，农网输电线路在雷电多发地区没有安装防感应雷的避雷器，也没有采取线路套铁管减弱雷电波的防护措施，这也是目前农村配网因雷击造成停电和用户电器损坏一个主要原因。（3）配网高压输电线路常受雷电影响。我县现有的10kV高压输电线路，一般高约十五米到二十米不等，它们的存在对其周围雷电产生、泄流环境改变极大。其突出的高度具有强大的引雷作用，使其在一定范围内的遭受侧击雷和感应雷的机率成倍增大。
三、农村输电线路的防雷及接地保护措施
随着我国农村经济的不断发展，农村乡镇用电需求日益增多，因此，如何防止因雷电造成的故障停电及保护用户设备的安全，就成为十分重要的问题。本文总结了农村输电线路的破坏过程，从而提出了以下几方面的防雷及接地保护措施。（1）在农村输电线路上空架设避雷线。因为农村电压等级一般都是35kv及以下的，线路绝缘相对很弱，按照相关规范，一般不要求在全线架设避雷线。但对于处于雷电高发区的农村配网输电线路，必须在靠近变电站的一段进线（1～2m）上加装避雷线，以减少绕击和反击的概率。为了提高避雷线对导线的屏蔽效果，减小绕击率，避雷线对外侧导线的保护角应小一些，一般采用20～30度。（2）安装自动重合闸。由于线路绝缘具有自恢复性能，大多数雷击造成的绝缘闪络在线路跳闸后能够自行消除，因此安装自动重合闸装置对降低农村输电线路的雷击事故率具有较好的效果，这样就尽量减少了雷击跳闸后线路停电的机率。据统计，35kv及以下线路重合闸成功率约为50%-80%。（3）中性点非有效接地方式。我国35kv及以下电网一般采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式。这样雷击引起的大多数单相接地故障可以自动消除，使线路绝缘不发生闪络，防止建弧，从而也就不会跳闸，提高了耐雷水平。为了更好地发挥这种作用，农村输电的铁塔和钢筋混凝土杆宜接地，接地电阻不受限制，但多雷区不宜超过30欧姆。（4）增强线路绝缘。输电线路中个别的跨越大区域输电线路，落雷机会会增多。可采用瓷横担等冲击闪络电压较高的绝缘子或增加绝缘子的片数来抑制工频电弧的建立，从而来降低雷击跳闸率。（5）加强管理与检修。除了在防雷技术上多加研究外，在实际中输电线路的管理和检修也要加强，如增加巡视力度，清理线路旁的树枝，检查防雷设备的接地等等，消除安全隐患，以防一些不必要的因素造成雷击跳闸停电。其次，加强输电线路防雷工作，要从防止雷击永久性故障和降低雷击跳闸率入手，对以前频繁遭受雷击的输电线路，通过加强线路自身绝在加强技术方面的改造的同时要注意实际线路的管理和检修，如清理线路周围的缘、加装线路避雷器、加强杆塔接地电阻监测等措施，以降低雷电天气对输电线路造成的危害。
四、结束语
总之，随着我国防雷技术的不断发展，线路防雷的保护方法的种类多样，在实际中，农村输电线路的防雷保护是一个系统工程，需要多方位全面地考虑。因地制宜，合理地选择防雷保护措施，并重视和加强管理和检修，定能有效地防止雷害事故，提高农村电网供电可靠性。
参考文献
[1]吴晓兵.输电线路杆塔接地及防雷技术[J].中国新技术新产品，2010（12）.
[2]吕官强.探讨电力输电线路防雷接地技术[J].科技与生活，2010（19）.
【关键词】农村输电线路防雷及接地保护技术
广东省属于雷电多发区，每年由于雷电引发的火灾、爆炸事故经常发生，不仅造成人员伤亡和经济损失，也严重影响输电线路的安全运行，雷电灾害已成为危害程度仅次于暴雨洪涝、气象地质灾害的一大气象灾害。近年来，本市特别是山区农村配电网络因雷击灾害造成的线路故障和间接财产损失呈不断上升趋势，其中3/4左右雷击故障发生在农村高山地区。因此，如何解决农村输电线路的雷灾问题，对加强农网输电线路的防雷工作具有非常重要的意义。
一、雷电的形成及危害
1.1雷电的形成
雷电是由雷云（带电的云层）对地面建筑物及大地的自然放电引起的，它会对建筑物或设备产生严重破坏。因此，对雷电的形成过程及其放电条件应有所了解，从而采取适当的措施，保护建筑物不受雷击。
在天气闷热潮湿的时候，地面上的水受热变为蒸汽，并且随地面的受热空气而上升，在空中与冷空气相遇，使上升的水蒸汽凝结成小水滴，形成积云。云中水滴受强烈气流吹袭，分裂为一些小水滴和大水滴，较大的水滴带正电荷，小水滴带负电荷。细微的水滴随风聚集形成了带负电的雷云；带正电的较大水滴常常向地面降落而形成雨，或悬浮在空中。由于静电感应，带负电的雷云，在大地表面感应有正电荷。这样雷云与大地间形成了一个大的电容器。当电场强度很大，超过大气的击穿强度时，即发生了雷云与大地间的放电，就是一般所说的雷击。
1.2雷电的危害
雷电的破坏作用主要表现在以下几个方面：（1）直击雷的危害。雷云直接对建筑物或地面上的其他物体放电的现象称为直击雷。雷云放电时，引起很大的雷电流，可达几百千安，从而产生极大的破坏作用。雷电流通过被雷击物体时，产生大量的热量，使物体燃烧。被击物体内的水分由于突然受热，急骤膨胀，还可能使被击物劈裂。所以当雷云向地面放电时，常常发生房屋倒塌、损坏或者引起火灾，发生人畜伤亡。（2）雷电感应的危害。雷电感应是雷电的第二次作用，即雷电流产生的电磁效应和静电效应作用。雷云在建筑物和架空线路上空形成很强的电场，在建筑物和架空线路上便会感应出与雷云电荷相反的电荷。在雷云向其他地方放电后，云与大地之间的电场突然消失，但聚集在建筑物的顶部或架空线路上的电荷不能很快全部泄入大地，残留下来的大量电荷，相互排斥而产生强大的能量使建筑物震裂。同时，残留电荷形成的高电位，往往造成屋内电线、金属管道和大型金属设备放电，击穿电气绝缘层或引起火灾、爆炸。（3）雷电波侵入。当架空线路遭受雷击时，由于雷云在附近放电，在导线上感应出很高的电动势，沿线路将高电位引进建筑物内部。出现雷电波侵入时，可能发生火灾及触电事故。
二、农村雷电防御现状及原因分析
通过对本县雷电多发地区的农村进行调查研究，我们认为山区农网输电线路雷击灾害严重的原因主要包括以下几个方面：（1）农网输电线路没有安装防雷设施或防雷设施不合格。我县现有的农网输电线路上都没有安装防雷设施（没有安装简单的避雷带、针、避雷引下线等），没有形成自然防雷引下线，线路塔基地面也没有安装接地网或简单接地散流金属。（2）输电线路的重点防雷部位没有双重保护雷电防护设施。农网输电线路通常架设在山区高处，农网输电线路在雷电多发地区没有安装防感应雷的避雷器，也没有采取线路套铁管减弱雷电波的防护措施，这也是目前农村配网因雷击造成停电和用户电器损坏一个主要原因。（3）配网高压输电线路常受雷电影响。我县现有的10kV高压输电线路，一般高约十五米到二十米不等，它们的存在对其周围雷电产生、泄流环境改变极大。其突出的高度具有强大的引雷作用，使其在一定范围内的遭受侧击雷和感应雷的机率成倍增大。
三、农村输电线路的防雷及接地保护措施
随着我国农村经济的不断发展，农村乡镇用电需求日益增多，因此，如何防止因雷电造成的故障停电及保护用户设备的安全，就成为十分重要的问题。本文总结了农村输电线路的破坏过程，从而提出了以下几方面的防雷及接地保护措施。（1）在农村输电线路上空架设避雷线。因为农村电压等级一般都是35kv及以下的，线路绝缘相对很弱，按照相关规范，一般不要求在全线架设避雷线。但对于处于雷电高发区的农村配网输电线路，必须在靠近变电站的一段进线（1～2m）上加装避雷线，以减少绕击和反击的概率。为了提高避雷线对导线的屏蔽效果，减小绕击率，避雷线对外侧导线的保护角应小一些，一般采用20～30度。（2）安装自动重合闸。由于线路绝缘具有自恢复性能，大多数雷击造成的绝缘闪络在线路跳闸后能够自行消除，因此安装自动重合闸装置对降低农村输电线路的雷击事故率具有较好的效果，这样就尽量减少了雷击跳闸后线路停电的机率。据统计，35kv及以下线路重合闸成功率约为50%-80%。（3）中性点非有效接地方式。我国35kv及以下电网一般采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式。这样雷击引起的大多数单相接地故障可以自动消除，使线路绝缘不发生闪络，防止建弧，从而也就不会跳闸，提高了耐雷水平。为了更好地发挥这种作用，农村输电的铁塔和钢筋混凝土杆宜接地，接地电阻不受限制，但多雷区不宜超过30欧姆。（4）增强线路绝缘。输电线路中个别的跨越大区域输电线路，落雷机会会增多。可采用瓷横担等冲击闪络电压较高的绝缘子或增加绝缘子的片数来抑制工频电弧的建立，从而来降低雷击跳闸率。（5）加强管理与检修。除了在防雷技术上多加研究外，在实际中输电线路的管理和检修也要加强，如增加巡视力度，清理线路旁的树枝，检查防雷设备的接地等等，消除安全隐患，以防一些不必要的因素造成雷击跳闸停电。其次，加强输电线路防雷工作，要从防止雷击永久性故障和降低雷击跳闸率入手，对以前频繁遭受雷击的输电线路，通过加强线路自身绝在加强技术方面的改造的同时要注意实际线路的管理和检修，如清理线路周围的缘、加装线路避雷器、加强杆塔接地电阻监测等措施，以降低雷电天气对输电线路造成的危害。
四、结束语
总之，随着我国防雷技术的不断发展，线路防雷的保护方法的种类多样，在实际中，农村输电线路的防雷保护是一个系统工程，需要多方位全面地考虑。因地制宜，合理地选择防雷保护措施，并重视和加强管理和检修，定能有效地防止雷害事故，提高农村电网供电可靠性。
参考文献
[1]吴晓兵.输电线路杆塔接地及防雷技术[J].中国新技术新产品，2010（12）.
[2]吕官强.探讨电力输电线路防雷接地技术[J].科技与生活，2010（19）.