加强农网线路防雷保护,提高供电可靠性
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摘要：本文就雷电的危害，农村35kV输电线路、10kV配电电线路、0.4kV低压线路防雷保护问题进行了论述、分析,另外还提出了提高输电线路供电可靠性的其它技术措施。
关键词：农网 雷击 保护 供电可靠性
一、前言
雷电是自然界中雷云之间或雷云与大地之间的一种放电现象。其特点是电压高、电流大、能量释放时间短，具有很大的危害性。雷电会造成电力系统大面积停电，造成自动化系统的瘫痪和一些电网设备事故，给电网带来的损失非常大，因此，供、配电系统的防雷接地问题，在电网安全可靠运行中起举足轻重的作用。
农村电网一般由35kV送电线路、35kV变电站及10kV配电网和0.4kV用电网络组成，其绝缘等级不高，在雷雨季节，经常因雷害事故而造成大面积停电，给工农业生产带来损失及人们日常生活带来不便。去年的几场大雷雨，曾造成我县两条35kV线路、30多条10kV供电线路遭受雷击掉闸，造成线路停电，对用户供电中断，使我局遭受了很大损失，使供电可靠性降低。因此，农村电网防雷是一项非常重要的工作。
二、农网线路遭受雷击的原因
由于我县是大部分是丘陵山区，地形高差较大。有的线路还处于雷电活动区，由于遭受雷电强烈活动的影响，常遭受断路器频繁跳闸、线路接地，给农网安全全运行造成很大影响。通过对线路遭受雷击原因的分析，主要有以下几个方面的因素；
1、农村线路的大跨越档距易受雷击的侵害。农村线路大跨越档距两侧是线路耐雷的薄弱环节，其原因是大跨越杆塔，一般均位于山头，地势较高容易遭雷击，其次是大跨越杆塔的线间距离较大，避雷线对导线屏蔽作用效果较差容易引起雷击。
2、大档距转角杆跳线串易受雷击，转角杆由于要保护塔头间隙满足绝缘配合的要求，往往将横担转角的外侧伸长，致使其受屏蔽保护的性能变差，容易遭雷击。
3、山区线路存在“易击段”。农村线路通过的山区，受地形、地貌、地质、气流等多种因素的影响，因而在某些地段雷云容易形成，而且云层较低，往往会出现重复性闪络，为此，在线路运行管理中应认真总结运行经验，对“易击段”采取重点防雷保护措施。
4、耦合地线终端容易造成雷击闪络。线路的耦合地段既有分流作用，又增加了耦合系数。在耦合地线的终端处，杆塔另一侧的耦合作用已失去，因此在同样的雷电流下，绝缘子承受电压于两侧均有耦合地线的杆塔，所以容易造成闪络。
5、杆塔接地电阻对雷击闪络的影响，据线路运行资料分析，杆塔接地电阻在30Ω以上的，发生雷击闪络占50%以上，而接地电阻在30以下的，发生雷击闪络约占25%。
6、山区线路雷击的跳闸率大于平原。据农网运行资料分析表明，山区线路的雷击跳闸率的比例大大超过平原地区线路的跳闸率，这是山区地形所造成的。
三、减少雷击的防护措施
3.1输电线路的防雷保护
输电线路的防雷，应根据线路的电压等级、负荷性质和系统运行方式，并结合当地地区雷电活动强弱、雷暴日时间的长短、地形地貌特点及土壤电阻率的高低等情况，通过技术经济比较，采取合理的防雷方式。
3.1.1 35kV输电线路的防雷保护措施
35kV线路不宜采用全线架设避雷线，一般在变电站的进线段架设1―2km的避雷线，或者安装金属氧化物避雷器。
3.1.1.135kV输电线路的防雷保护措施
1）、防止直击雷。架空线路最有效的保护是采用接地的避雷线，并且避雷线的保护角愈小，其遮蔽效果越好（一般应小于20°），但随着线路电压等级的降低，避雷线在线路造价中的比重增加较大。35kV线路一般不沿全线架设避雷线，只在发电厂变电站进出线架设1km―2km避雷线。考虑系统是中性点不直接接地的小电流接地系统，也就是说35kV线路允许单相接地短时运行，那么在设计时，应把无避雷线部分线路尽量采用导线三角型排列方式，是最上面一相导线充当避雷线的作用。架设避雷线的进线段，应尽量采用导线水平排列的门型杆塔，因双避雷线对雷击电流有分流作用，可降低雷击杆顶的电位，使雷击跳闸率减少，若其间有单杆双杆交替，因单双避雷线的过渡点与导线由三角型排列向水平排列的过渡点在施工过程中难以保证统一，会造成导线过渡点附近保护角过大，而增大绕击机会。同时，双避雷线在杆顶还要互相连接并分别装设接地引下线。
要正确认识《规范》规定的1km-2km的进线段保护距离这是指一般而言，不能生搬硬套。一般雷暴日超过40天的多雷地区，进线段应达3km或更长，并且还要提高进线段水泥电杆的耐雷水平（在进线段要假装一片绝缘子）尽量减少雷击造成的闪络。
水泥电杆的避雷线、横担和绝缘子固定部分，应由可靠的接地和连接，在雷雨季节土壤干燥时，其接地电阻再不连避雷线测量应小于30Ω。同时也要重视无避雷线的杆塔接地。无避雷线的水泥杆、金属杆塔的接地电阻虽然一般不限制，但在年均雷暴超过40天的地区，接地电阻也不宜超过30Ω。
2）防止感应雷。对10kV配电线路的绝缘弱点，如个别金属杆塔、铁横担、带拉线的杆塔和和终端杆处，应装设避雷器进行保护。
对配电线路上的所有电器设备，如配电变压器、柱上断路器和隔离开关等，应根据其重要性分别采用不同的保护设备，如避雷器或保护间隙，并做到台台设备由防雷保护，不存在空白点。
3.1.210kV配电网的防雷保护措施
10kV配电网中杆塔的平均高度要比送电线路的杆塔低，线路的周围可能受到建筑物和树木的遮蔽，当然遭受直击雷的机会也相对少一些，但另一方面又由于配电网绝缘水平较低(因电压等级低)，线间距离也较小，遭受直击雷很容易跳闸，即有容易发生雷害事故的一面。运行经验证明，配电网的雷害事故约占整个电力系统雷害事故的70%～80%。因此，必须大力加强配电网的防雷保护，才能保证电网安全运行。
(1)防直击雷。因配电线路点多面宽线长，线路不可能用避雷线或避雷针作直击保护，再者配电线路也是采用中性点不接地系统，档距也很小，故导线容易做到三角形排列，最上面的导线可起到避雷线作用，最好在最上面导线的绝缘子上每隔6～7基装设一个接地的保护间隙。为提高配电网防直击雷水平，要从提高线路的耐雷水平入手，采用瓷横担或高一级的绝缘子。
(2)防感应雷。对10kV配电线路的绝缘弱点，如个别金属杆塔、特别高的杆塔、个别铁横担、带拉线的杆塔和终端杆处，应装设避雷器进行保护。
对配电线路上的所有电气设备，如配电变压器、柱上断路器和隔离开关等，应根据其重要性分别采用不同的保护设备，如避雷器或保护间隙，并做到台台设备有防雷保护，不存在任何空白点。
3.1.30.4kV配电网的防雷保护措施
低压用电线路绝缘水平低，最容易发生事故，因此，对低压用电线路的防雷保护问题要充分重视，应在必要的地点加装低压避雷器或击穿保险，以防止雷电侵入波进入室内，引起人身或设备事故。对重要用户，在低压线进户前50m处要装一组低压避雷器外，进户后还要再安装一组低压避雷器。一般用户，只要对进户前支持导线的绝缘子铁脚进行可靠接地即可(接地电阻小于30Ω)。在多雷地区，凡直接与架空线相连的电能表宜加装保护间隙。
四、提高供电可靠性的其它技术措施
为提高农村电网的供电可靠性，保证线路不间断供电，除加强防雷保护的技术管理工作和对避雷器勤于检测外，还应从技术上采取如下措施：
（1）对35kV送电线路，要选用足够遮断容量的断路器，采用自动重合闸装置。为提高重合闸的成功率，还应尽可能采用速动的继电保护。
（2）对10kV配电线路，也应尽可能采用重合闸装置，最好每条线路都装设重合闸装置。为防止导线被短路电流烧伤或烧断造成短路，应将继电保护的动作时间尽量压缩。为缩小故障范围，配电线路的主干或主要分支线路上要装设分段开关，以便在线路发生故障时分段查找故障点，缩小故障范围，迅速排除故障，尽快对线路恢复送电。
（3）在35kV线路或10kV配电网的电容电流分别大于30A和10A时，应装设消弧线圈。
（4）线路接地装置除应满足防雷要求外，还应注意均压问题，防止跨步电压或接触电压引起触电事故。
五、结束语：
农网配电系统的防雷与接地保护应从工程设计阶段就认真加以考虑根据各地的实际情况，因地制宜采取措施，选用质量可靠的电气设备和可靠性高的防雷设备。同时真正按照等电位的原则做好负荷要的接地网，综合考虑防雷与接地。并重视和加强配电线路的运行和维护。只有这样我们的线路和设备才能避免雷击的危害，为电网的安全可靠运行打下坚实的基础。
参考文献：《农村电气化》农村电气化2004年第3期
《农村电气化》农村电气化2005年第2期
《农电管理》农村电气化2005年第3期
《输变电设备》线路部分
李坚.《电网运行及调度技术问答》