配网防雷接地装置研究

配网防雷接地装置研究

俞发强

（广东电网有限责任公司清远供电局511500）

摘要：目前，我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，某地区配电网架仍然薄弱，雷击跳闸故障率高，现场抢修冒险作业造成人身事故不断增加。调研发现配网架空线路基本未做防雷设计，雷雨恶劣天气引起线路故障跳闸频繁，导致故障抢修工作量增加，恶劣天气进行操作和抢修现场风险极大，特别是操作人员在装设状态接地线时坠杆和触电风险增加。为解决上述问题，研究了一种配网防雷接地装置，既解决了配电线路防雷的问题，又大幅缩减了抢修操作时间，降低了操作风险。

关键词：配电线路；防雷；接地装置

引言

社会经济的迅猛发展在很大程度上增加了我国的电力负荷需求，电力系统的供电可靠性要求亦同样被提高。在电力系统的运行过程中，自然灾害对其产生了不容忽视的威胁，而雷电又成为其中的最大危害。对于电力系统研究而言，防雷技术研究始终是一项重要内容，10kV配电网基于自身设备多且分布广的特点与用户建立起密切的联系，但当前的10kV配电线路缺少避雷线保护，绝缘水平不高，很容易发生雷击事故，进而对用户用电状况甚至是人身安全产生负面影响，因此其防雷保护与电网运行的安全性与可靠性有直接的关系，需引起足够的重视。

1架空配电线路运行现状

1.1架空配电线路防雷

传统配电线路设计及建设均未考虑避雷线，因此雷害事故成为中低压配电线路事故的主要原因之一。为防范配电线路雷害事故，提高供电可靠性，供电部门对雷害频繁的区域和线路段进行了改造，加装氧化锌避雷器或防雷绝缘子（放电间隙）。这些改造增加的防雷设备虽有效果，但功能单一，设备利用率低。

1.2防雷措施不完善

配网线路没有实施完善的防雷击断线方法，避雷设备未能规范接地，其中存在较大的接地电阻，无法有效发挥保护功能，低压台区通常线路太长，同时，没有配备避雷设备，当强雷电出现时，高强电波自低压端袭击配变，从而导致了绝缘击穿现象，一些柱上开关未能全部配设避雷设备，从而导致雷电袭击，开关受损，一些地方性供电所尽在雷击较多的地方安装避雷器，该避雷器只能发挥局部保护作用，无法达到全线防雷的效果。

1.3未形成统一的防雷规范

目前来看，整个配网防雷工作没有形成统一的防雷规范、技术措施，无法发挥对整个配网线路的防雷优化指导，而且部分地区的防雷措施也通常以自身经验为参照，缺少统一规范指导的防雷工作，势必其中存在风险，只能做好眼前的防雷，无法从长远上制定规划和目标。未形成一个全面覆盖的防雷系统，防雷覆盖范围较小，其中也缺少一定的改造型资金，有限的资金投入使得只有部分线路配设了防雷设备，防雷覆盖范围较小，防雷效果有限。遇到高雷电天气，依然可能出现击穿跳闸等现象。

2配网防雷接地装置研究

2.1配网防雷接地装置结构

装置主要由底座、绝缘子、金属导电接线桩头、雷电流放电装置、短路接地装置、鄂口螺旋短路引流装置构成（图1）。底座由不锈钢板制成，底座上端设置有竖直向上延伸的单极绝缘子，满足10kV电压等级。底座下端设置有竖直向上延伸的短路接地装置，短路接地装置为柱状，底座下端通过接地引线与大地的接地体相连接。底座上端和短路接地装置均为金属合金材料或铜质材料的导电体，绝缘子顶部设置有上桩头，上桩头竖直部上设有短路接引体，上桩头的水平部上设置有导线安装孔，导线与运行中的配网线路连接，上桩头的水平部末端设有引弧棒，引弧棒的下侧设置有消弧头，底座上侧对应引弧棒端也设置有消弧头，两消弧头在纵向上相对设置，两消弧头间形成空气间隙，即放电间隙，当遭受雷击时雷电击穿空气间隙通过底座上的接地引线被引入大地，从而起到防雷作用。短路接地装置的顶部设置有下桩头，其竖直部上设有短路接引体，短路接引体垂直上、下桩头所在平面，上桩头、下桩头及短路接引体均为导电体，装置还包括可将两短路接引体相电连接的短路引流装置，以使上下桩头间形成短路。

图1结构示意图

2.2装置的状态接地原理

配网防雷接地装置上桩头接入配网带电运行，当线路开展检修要进行三相短路接地时，将线路操作至停电，在地面上用带验电功能的绝缘操作杆验电后，用操作杆将三套短路引流装置分别挂到三个配网防雷接地装置上，再用操作杆将短路引流装置操作至合闸状态，形成三相接地效果，通过与大地相连形成三相短路接地，从而实现该装置的状态接地功能。

2.3装置的防雷原理

当上桩头接入配网运行中的线路时，上桩头带电，通过绝缘子保持其绝缘性能，上桩头的引弧端与底座的接弧端通过空气间隙形成电气绝缘，当配电线路遭受雷击时，雷电流及过电压在此处的放电间隙处击穿空气，形成放电，从而将雷击过电压放电引入大地，起到防雷作用。

3推动10kV配网线路防雷技术实现新发展的建议

3.1提高线路绝缘水平，降低线路中的闪络频率

在雷电天气下，感应雷电在经过配网线路中的电压之时很容易引发线路绝缘子闪络等问题，而这又在一定程度上降低了配电网线路的绝缘水平。现阶段，为了避免在配网线路中进行线路走廊的设置，同塔多回路技术产生并得到了较为广泛的应用。在通常情况下，杆塔架会进行4回或者4回以上的多回路布置，虽然这种方式能够对线路走廊予以减少，在一定水平上实现线路投资及成本的降低，但是其不足亦不容忽视。同塔多回路中的各个线路之间是没有足够长的电气距离的，这使得各个回路在遭受雷击后均会有事故发生，情况严重的，还会出现多回线同时跳闸的现象，极大地降低电网线路的供电可靠性，威胁着人们的生命与财产安全。为了有效解决或避免上述问题，配网线路中的绝缘应得到大幅度的提高。具体而言，可以采用绝缘导线，使其对原有的裸导线予以替代，或者根据实际情况合理增加绝缘子的片数以及绝缘子同导线之间的绝缘皮等。以上提及的各种方法都有利于配网线路绝缘的提高，在满足这一条件的前提下，感应雷经由电压时出现的线路闪络频率会实现相应幅度的降低，最终提升供电可靠性。

3.2科学选型避雷器、设点

分析避雷设备的保护范围，重点围绕没有防雷保障的线路，来逐渐安装避雷器，按照线路类型来装设与之适应的避雷器，而且要计算出一条线路中避雷器安装数量同雷击跳闸次数之间的关系，最终得出最合理的避雷器覆盖率，再对应明确避雷器的选型，科学设点。

3.3采用电缆分支箱防雷技术

10kV的电缆化环网

供电系统需要采取合理的措施对感应雷通过电压进行抑制，而其所需设备又以避雷器的应用为多。避雷器所保护的具体位置需要视实际情况进行详细考虑。在对避雷器进行选择的过程中，应将具有防爆脱离功能与免维修无间隙金属氧化锌的避雷器视为首选，通常，10kV配网设备应对型号为HY5WS—12.7/50的避雷器予以采用。

结语

本文研究的配网防雷接地装置，在配电线路带电运行时引弧装置可起防雷作用，当线路需要检修时，通过绝缘操作杆操作即可形成三相短路接地。因此，本装置防雷功能可提高配网线路安全运行水平，提高供电可靠性；短路接地功能可减少操作人员运输、搬运、登杆操作的工作量，降低坠杆和触电风险，提高操作效率，减少停电损失，为供电企业进一步提高供电可靠性提供了有力的技术保障。

参考文献：

[1]喇元，胡贤德，彭发东，程文锋，周浩.10kV配电网防雷技术研究[J].能源工程，2013（4）：16-19.

[2]张国慧.10kV配网线路防雷技术措施探讨[J].现代制造，2011（33）：144-145.

[3]张博.探讨10kV配网线路防雷技术措施[J].企业技术开发（旬刊），2012（8）：130-131.