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摘 要：雷电是一个古老而又复杂的自然现象，单纯依靠某项保护措施难以解决绝缘配网的防雷问题，必须采取综合防雷措施才能有效的防止雷击事故发生。本文主要阐述了国内配电线路防雷的现状以及10KV配电线路防雷的基本知识和措施。
关键词：配电线路；防雷
中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1009-0118（2012）-02-0-02
一、引言
随着电力市场对供电的要求越来越高，配电的供电可靠性有待提高，对配电线路的防雷应当引起重视，并应采取相应的措施来减少雷击故障，这就使配电线路防雷措施的选择问题提出来了。雷击断线事故，是应用绝缘导线中最突出的一个严重问题，这引起国内外防雷工作者们的广泛注意，并积极开展对等试验研究工作，并找到许多有效的防治措施。
二、线路防雷的基本常识
配电线路地处旷野，所经地形复杂，极易遭受雷击。10kV线路雷击过电压的特征当对地发生雷击时会对周围的电力、电子设备产生强大的电磁效应，包含有静电份量、磁份t和辐射份量，在这些电磁效应的作用下，10kV线路上便产生感应过电压。据日本资料介绍，配电线路上直击雷占20%，感应占80%。（感应过电压的波头长度为1-2ps，波尾长度为3-10ps，感应过电压波沿每相线路传播。95%以上感应雷的放电电流小于IkA，但远远小于直击雷电流）。
三、国内配电线路防雷的现状
10kV配网中主要有两种接地方式，即中性点非有效接地系统(中性点经消弧线圈接地也属于该类型)和中性点经小电阻接地系统。前者占有比重较大，这对于雷击活动频繁的多雷地区，开放型农网供电及配网自动化尚不完善的供电网选择中性点非有效接地方式是合理的，而对于负荷集中且由电缆供电的市区负荷中心应采用中性点经小电阻接地方式。
将架空线改为电缆线路，以地电位来保护导线，这是最安全可靠的，但郊区和用户线路，由于其价格较高，难以实施，目前，城网改造中虽主张电缆入地，但都用于城区，不是以防雷为目的，而是为了净化市区空间。
四、线路防雷的措施
国内外对防止绝缘导线雷击断线进行了许多实验研究工作，介绍防止措施的资料是很多的，归纳起来，可以总结出以下主要措施。
（一）使用避雷器
避雷器放电时可泄放雷电荷，且又很快能恢复绝缘，线路不会跳闸，这是很好的，但需要保证泄放顺利，必须保证接地电阻尽可能小。目前无间隙MOA避雷器5KA下残压为50KV，相当于冲击电阻10€%R，若接地装置冲击电阻为5€%R，在5KA下地网电位为25KV，两者相加，则可达75KV，对P15绝缘子不构成闪络威胁，其裕度还很大，所以避雷器接地装置的工频接地电阻不得大于10€%R，尽可能降到5€%R左右为宜，为降低冲击系数，接地装置宜围绕杆（塔）敷设为闭合环形，并设1-2个垂直接地极。
MOA是用来保护电力系统中各种电器设备免受过电压损坏的电器产品。由于氧化锌电阻片具有十分优良的非线性伏安特性，在正常的工作电压下，仅有几百微安的电流通过，因而可设计成无间隙结构，这就使其具有了尺寸小、重量轻、保护性能好的特证。当过电压侵入时，流过电阻片的电流迅速增大，同时限制了过电压的幅值，释放过电压能量。此后氧化锌电阻片又恢复高阻状态，使电力系统正常工作。其缺点是：1、保护范围小；2、全线装设的投资成本较大；3、必须剥开绝缘层，导致线芯浸水，有可能使导线内部的线芯受腐蚀；4、避雷器阀片长期承受工频电压，容易老化。
（二）架设架空避雷线
利用架空避雷线的屏蔽作用来保护输电线路，是一种传统的有效方法。该方法的效果较好，而且可以免除维护，但缺点是：a）投资成本较高；b）防止绕击的效果较差，易使线遭受反击。
（三）使用钳位绝缘子
当雷击闪络时，引发的工频续流在金属线夹与绝缘子下金属脚间燃弧，直至被线路开关跳闸切断，从而避免烧伤绝缘子和熔断绝缘导线。该方法的效果较好，成本也不太高。其缺点是：当雷击闪络时，工频电弧要把电瓷伞裙烧蚀损坏，需及时更换绝缘子；安装时要剥开绝缘层，易使线芯进水，容易受腐蚀；要定制钳位金属线夹配套安装在各厂各规格的支柱绝缘子上，采购及施工较麻烦。
（四）用避雷针来引开雷击
用避雷针来引开雷击使配电线路导线免遭雷击。但线路在感应雷过电压下不闪络，此类设备必须放在离线路100米外，而100米外又保护不到线路。
（五）安装线路过电压保护器
过电压保护器为一种先进的保护电器，主要用于保护发电机、变压器、开关、母线、电动机等电气设备的绝缘免受过电压的损害。这种线路过电压保护器，相当于带有外间隙的氧化锌避雷器。安装时，绝缘层不需剥开，在运行中，平时是不承受运行电压的，因而使用寿命较长，也可免维护。其缺点是：它仅能防护雷电过电压。
（六）加局部绝缘层的厚度
从许多绝缘导线遭雷击后断线的事故调研，发现了一个十分明显的规律：断线的部位，几乎全部都处于离开绝缘子（100-300）mm范围之内，如果在这局部范围内增加绝缘厚度，也可以防止击穿。但是，这个方法在实际工作中，不易实现。因而，该方法不为人们所采用。
（七）采用放电间隙
采用放电间隙，同时配合重合闸和消弧线圈，其泄放作用与避雷器一样，只是熄灭续流的能力差，需依靠消弧线圈的合理运行来熄灭单相间隙的电弧。如多相放电引起短路跳闸，则可依靠重合闸来保证连续供电。
（八）使用穿刺式防弧金具
在单向供电的老线路上采用此产品效果较好，安装方便，造价相对低一些，而环网供电的线路则需二侧安装造成工程及费用增加和线路不简洁，鸟类较多地区易受侵袭接地。
（九）采用长闪络避雷器（LFA）
研究表明，对于中性点非直接接地的配电系统，当线路的工作电压与闪络路径长度的比值（即电场强度E，E=Uph/L）减小时，由雷电闪络发展为工频续流的可能性将大为减小。利用上述的思想，俄罗斯学者提出了采用长闪络避雷器，解决配电线路绝缘导线的雷击断线问题。
五、结论
配電线路防雷应当引起重视，最好的办法还是采用避雷器，既泄放了雷电荷，又不引起跳闸，其它的方法可根据实际情况选择，对减少雷击故障，减少故障引起的损失具有重要的作用。
雷电是一个古老而又复杂的自然现象，单纯依靠某项保护措施难以解决绝缘配网的防雷问题，必须采取综合防雷措施才能有效的防止雷击事故发生。
关键词：配电线路；防雷
中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1009-0118（2012）-02-0-02
一、引言
随着电力市场对供电的要求越来越高，配电的供电可靠性有待提高，对配电线路的防雷应当引起重视，并应采取相应的措施来减少雷击故障，这就使配电线路防雷措施的选择问题提出来了。雷击断线事故，是应用绝缘导线中最突出的一个严重问题，这引起国内外防雷工作者们的广泛注意，并积极开展对等试验研究工作，并找到许多有效的防治措施。
二、线路防雷的基本常识
配电线路地处旷野，所经地形复杂，极易遭受雷击。10kV线路雷击过电压的特征当对地发生雷击时会对周围的电力、电子设备产生强大的电磁效应，包含有静电份量、磁份t和辐射份量，在这些电磁效应的作用下，10kV线路上便产生感应过电压。据日本资料介绍，配电线路上直击雷占20%，感应占80%。（感应过电压的波头长度为1-2ps，波尾长度为3-10ps，感应过电压波沿每相线路传播。95%以上感应雷的放电电流小于IkA，但远远小于直击雷电流）。
三、国内配电线路防雷的现状
10kV配网中主要有两种接地方式，即中性点非有效接地系统(中性点经消弧线圈接地也属于该类型)和中性点经小电阻接地系统。前者占有比重较大，这对于雷击活动频繁的多雷地区，开放型农网供电及配网自动化尚不完善的供电网选择中性点非有效接地方式是合理的，而对于负荷集中且由电缆供电的市区负荷中心应采用中性点经小电阻接地方式。
将架空线改为电缆线路，以地电位来保护导线，这是最安全可靠的，但郊区和用户线路，由于其价格较高，难以实施，目前，城网改造中虽主张电缆入地，但都用于城区，不是以防雷为目的，而是为了净化市区空间。
四、线路防雷的措施
国内外对防止绝缘导线雷击断线进行了许多实验研究工作，介绍防止措施的资料是很多的，归纳起来，可以总结出以下主要措施。
（一）使用避雷器
避雷器放电时可泄放雷电荷，且又很快能恢复绝缘，线路不会跳闸，这是很好的，但需要保证泄放顺利，必须保证接地电阻尽可能小。目前无间隙MOA避雷器5KA下残压为50KV，相当于冲击电阻10€%R，若接地装置冲击电阻为5€%R，在5KA下地网电位为25KV，两者相加，则可达75KV，对P15绝缘子不构成闪络威胁，其裕度还很大，所以避雷器接地装置的工频接地电阻不得大于10€%R，尽可能降到5€%R左右为宜，为降低冲击系数，接地装置宜围绕杆（塔）敷设为闭合环形，并设1-2个垂直接地极。
MOA是用来保护电力系统中各种电器设备免受过电压损坏的电器产品。由于氧化锌电阻片具有十分优良的非线性伏安特性，在正常的工作电压下，仅有几百微安的电流通过，因而可设计成无间隙结构，这就使其具有了尺寸小、重量轻、保护性能好的特证。当过电压侵入时，流过电阻片的电流迅速增大，同时限制了过电压的幅值，释放过电压能量。此后氧化锌电阻片又恢复高阻状态，使电力系统正常工作。其缺点是：1、保护范围小；2、全线装设的投资成本较大；3、必须剥开绝缘层，导致线芯浸水，有可能使导线内部的线芯受腐蚀；4、避雷器阀片长期承受工频电压，容易老化。
（二）架设架空避雷线
利用架空避雷线的屏蔽作用来保护输电线路，是一种传统的有效方法。该方法的效果较好，而且可以免除维护，但缺点是：a）投资成本较高；b）防止绕击的效果较差，易使线遭受反击。
（三）使用钳位绝缘子
当雷击闪络时，引发的工频续流在金属线夹与绝缘子下金属脚间燃弧，直至被线路开关跳闸切断，从而避免烧伤绝缘子和熔断绝缘导线。该方法的效果较好，成本也不太高。其缺点是：当雷击闪络时，工频电弧要把电瓷伞裙烧蚀损坏，需及时更换绝缘子；安装时要剥开绝缘层，易使线芯进水，容易受腐蚀；要定制钳位金属线夹配套安装在各厂各规格的支柱绝缘子上，采购及施工较麻烦。
（四）用避雷针来引开雷击
用避雷针来引开雷击使配电线路导线免遭雷击。但线路在感应雷过电压下不闪络，此类设备必须放在离线路100米外，而100米外又保护不到线路。
（五）安装线路过电压保护器
过电压保护器为一种先进的保护电器，主要用于保护发电机、变压器、开关、母线、电动机等电气设备的绝缘免受过电压的损害。这种线路过电压保护器，相当于带有外间隙的氧化锌避雷器。安装时，绝缘层不需剥开，在运行中，平时是不承受运行电压的，因而使用寿命较长，也可免维护。其缺点是：它仅能防护雷电过电压。
（六）加局部绝缘层的厚度
从许多绝缘导线遭雷击后断线的事故调研，发现了一个十分明显的规律：断线的部位，几乎全部都处于离开绝缘子（100-300）mm范围之内，如果在这局部范围内增加绝缘厚度，也可以防止击穿。但是，这个方法在实际工作中，不易实现。因而，该方法不为人们所采用。
（七）采用放电间隙
采用放电间隙，同时配合重合闸和消弧线圈，其泄放作用与避雷器一样，只是熄灭续流的能力差，需依靠消弧线圈的合理运行来熄灭单相间隙的电弧。如多相放电引起短路跳闸，则可依靠重合闸来保证连续供电。
（八）使用穿刺式防弧金具
在单向供电的老线路上采用此产品效果较好，安装方便，造价相对低一些，而环网供电的线路则需二侧安装造成工程及费用增加和线路不简洁，鸟类较多地区易受侵袭接地。
（九）采用长闪络避雷器（LFA）
研究表明，对于中性点非直接接地的配电系统，当线路的工作电压与闪络路径长度的比值（即电场强度E，E=Uph/L）减小时，由雷电闪络发展为工频续流的可能性将大为减小。利用上述的思想，俄罗斯学者提出了采用长闪络避雷器，解决配电线路绝缘导线的雷击断线问题。
五、结论
配電线路防雷应当引起重视，最好的办法还是采用避雷器，既泄放了雷电荷，又不引起跳闸，其它的方法可根据实际情况选择，对减少雷击故障，减少故障引起的损失具有重要的作用。
雷电是一个古老而又复杂的自然现象，单纯依靠某项保护措施难以解决绝缘配网的防雷问题，必须采取综合防雷措施才能有效的防止雷击事故发生。