感应雷过电压同时存在于三相导线中

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引言

配电线路供电覆盖范围广，架空线路长。如果防雷措施不完善，容易被雷击破坏，导致多条配电线路跳闸，危害供电安全，影响周边地区居民的生活和工商活动，给电力企业造成经济损失。配电线路的上述特点也使其现场维修难以及时完成。在配电线路的施工和维护中，必须高度重视防雷措施，以确保供电系统的可靠性和安全性。

1.配电线路雷击。

雷击主要是指雷云之间或通过雷云辐射和放电整个地面物体的光学物理自然现象。当配电线路穿过高层建筑物或其他物体时，这些高层建筑物或其他物体最有可能落雷，导致配电线路直接打雷。

当配电线路超过河流、湖泊等空水时，水的导电性能使输电线路可能有雷云快速聚集，收集大量约束电荷，当雷云在地面上快速放电时，线路上的特殊约束电荷被大量刺激和快速释放，导致配电线路感应雷。

当配电线路发生直接雷击或感应雷击时，雷波沿输电线路进入变电站和配电站。如果线路没有防雷措施，将直接造成变电站、配电站的电气设备，甚至可能造成重大人员伤亡。

分析配电线路防雷措施及保护效果。

2.1提高线路绝缘水平。

为了有效解决雷击线跳闸的问题，可以采用加强线路绝缘的方法。该方法具有明显的应用效果，广泛应用于实际工程领域。从具体实施的角度来看，有两个方面：一是增加绝缘子的数量；二是直接用架空绝缘线和瓷水平负荷代替裸线。在相同条件下，瓷水平负荷可以有效地降低不同线路因雷击而跳闸的概率。提高输电线路的裸绝缘技术水平，可以提高直接雷击和感应雷过电压下线路的防雷性能。参照相关仿真实验数据结果，提高绝缘性，有助于提高两种过电压条件下的防雷效果。受雷电过电压的影响，耐雷水平与绝缘子数量正相关，降低施工弧率后有助于减少跳闸事故的发生。增加绝缘子有助于达到较低的防雷水平。

2.2线路避雷器保护分析。

对于三相电源系统，感应雷过电压同时存在于三相导线中，其幅值和波形特性基本相同。在这种情况下，在感应雷过电压的作用下，很有可能同时出现三相闪络的问题。模拟结果表明，安装线路避雷器后，在感应雷作用下，架空线路沿线的过电压水平主要由避雷器的安装密度和塔接地电阻决定。塔线接地电阻越大，线路保护避雷器的线路保护范围越小。为了达到更好的线路保护和避雷效果，需要增加避雷器的安装密度。在设置避雷器时，应考虑塔接地电阻的大小，两者应保持正相关关系，即安装密度应随着接地电阻的增加而合理增加。此外，在使用绝缘线时，还需要适当降低安装密度。

2.3自动重合闸和线路防雷保护。

经验研究证明，架空电缆输电线路上约80%的雷击放电故障是瞬时的。当输电电缆直接电缆遭受闪电雷击时，电路上的绝缘子也会在较大的雷电通过电压下发生闪电。此时，线路绝缘仅暂时失去其绝缘性能。在大多数情况下，弧电离消除时间不超过0.20.3s。此时，线路绝缘完全恢复其电气强度，并允许在正常运行电压下重新关闭。雷击故障跳闸和自动重叠之间的时间间隔很短，即故障停电时间很短。因此，几乎不会对各种电气设备的正常运行产生任何影响，这大大限制了雷击故障范围的扩大，消除了可能发生的停电事故。根据研究统计，一般架空输电线路上有一半以上的瞬时短路故障，可通过自动重叠闸自动供电。此外，从经济角度来看，安装自动重合闸的成本低于停电造成的经济损失，技术经济性较好。因此，安装自动重合闸装置自动重合闸是防雷保护的重要技术措施。

2.4降低塔与土的接地电阻。

在10kV配电线路中，通常采用以下两种措施来降低接地电阻：一是对于水平接地体，如果接地体附近有一些导电性好的土壤、河流、湖泊等，可以考虑采用这种方法。该方法使用距离较远，长期接触土壤等物质容易腐蚀，如果使用需要定期维护和更换。二是使用接地电阻剂，在整个水平接地体周围添加电阻防腐剂，可降低土壤电阻，高效膨润土是最常用的电阻防腐剂，同时发挥更好的土壤腐蚀和增强腐蚀作用，加水后体积大，降低接地体与土壤接触电阻，可有效降低水平接地体周围土壤接触电阻，是一种广泛使用的电阻降低方法。

2.5安装避雷针。

避雷针主要用于防止露天变电设备、配电设备和相对较高的建筑物，结构遭遇直接雷击。它由三个部分组成：受电尖端（闪光器）、接地引线和接地装置。避雷针利用其站在地面上的有利位置。当附近空气中有闪电放射时，将闪电流引向自身，并通过地面排放，以避免建筑物的雷击损坏。然而，传统的避雷针需要定期维护。我国开发的氧化锌避雷针可以全面保护配电线路的安全。避雷针引雷和防雷是我国10kV配电线路最常用的防雷技术手段。

2.6控制环境因素。

对于这些主要分布在城市地区的架空配电系统线路，线路附近大部分可能有线路树木或其他建筑物，线路平均塔高约10m，树木和其他建筑物的高度不会超过其他线路或桥塔的高度，由于线路树木和其他建筑物的闪电屏蔽保护，闪电一般不会直接接触这些架空电力输电系统线路或桥塔，直接影响闪电的放电概率相对较小，一般由闪电引起的线路故障大多可能是由闪电传感器的闪电超过电压引起的。在这种情况下，我们必须从阻挡感应雷过电压的水平开始进行防雷保护，例如，避雷器可以设置在适当的位置，这有助于降低跳闸率。如果架空线路位于容易雷击的地区，如河谷或山区，与城市地区相比，线路雷击的概率更高，原因是周围环境中植物或建筑物很少能产生屏蔽作用，基于感应雷过电压，可采取综合措施，如加强线路绝缘、设置避雷线等方法，可有效提高防雷保护能力。

结束语

雷击是影响配电线路运行可靠性显著降低的重要因素。通过对配电线路的防雷技术研究，降低配电设备的雷击和损坏率的措施包括：更换绝缘子，提高配电线路的绝缘水平，降低雷击闪络率；在绝缘薄弱点安装避雷器进行保护；配电线路设计采用自动跟踪消弧线圈接地，降低电弧率；安装自动重合闸，使断路器跳闸后自动重合闸，提高配电线路的防雷水平。