电力系统架空配电网的防雷害方案及原理说明

10kV架空配网是目前电力系统的主要配网，其覆盖面积达到有人居住的各个角落。由于其特殊的、较低耐压水平的绝缘结构，每次在线路或线路的杆塔遭到雷电侵害时，必定有设备遭到破坏，（包括用户端和变电站）。 根据现在的雷电定位系统的统计，广东地区由雷云向下击向地面的平均雷电流幅值为50-70kA，最大纪录到150kA(05年广东省电力系统雷电定位系统统计记录)。而我们线路塔的接地电阻一般为4欧；在雷击到塔时，塔顶的瞬时电位可以达到200kV-300kV。如此高的电位，我们10kV线路的绝缘子20-30cm的绝缘爬距根本无法耐受，无论是雷击导线还是塔顶落雷，在塔上形成3相短路是必然的；而且我们还要求线路的绝缘水平要低于变电站，线路跳闸就会经常出现。 为了减轻雷害，我们在线路上采取了很多措施，但效果仍不够理想，有些用于高压线路的措施放在低压线路上效果会适得其反。比如，采用招弧角，虽然可以将电弧引离绝缘子表面，实际上由于高频电流的作用，雷电流一般会离开绝缘子表面，在空中形成空间电弧；但这种电弧短路，会将反击塔顶电位传递到通流导线上，造成用户变压器和变电站同时进波，危害会更大；使用低压的线路避雷器，虽然线路上没有电弧，但反击进波幅值只会比塔顶电位低30kV。而我们正在使用的普通避雷针和线路架空避雷线实际上是没有明确的保护面积和保护角的，广泛的使用并不会避免雷害的发生。安装避雷线后，可以降低直击雷和部分反击概率，对大于20kA以上电流造成的反击事故仍然无法避免。要基本上消除雷电直击和绕击、反击的破坏，必须将可能形成的雷电有效地引入大地。 自从工业用的避雷针发明以来，是减少了雷害事故，但始终不能从根本上解决雷害问题，这实际上是我们的认识上出现了偏差。