配电网过电压保护

配电网过电压保护

达瓦次仁1普布2刘君3

（1，2国网西藏电力有限公司直孔发电公司西藏拉萨850000；3西藏职业技术学院西藏拉萨850000）

摘要：本文通过对配电网过电压保护设备的介绍，分析了过电压保护的类别和保护措施，有针对性地指导了教学和实践。

关键词：配电网；电力系统；过电压保护

通过分析电力系统的过电压形式及产生的原因，我们知道电力系统的过电压严重威胁系统的绝缘，对线路和设备的安全运行有着严重的影响，因此在线路运行过程中要采取一些措施来限制过电压对系统的影响。

一、过电压保护设备

（一）避雷针

避雷针是防直接雷击的有效措施。避雷针的保护原理就其本质而言，并非“避雷”，而是引雷。当雷云接近地面时，避雷针利用在空中高于其被保护对象的有利地位，把雷电引向自身，将雷电流引入大地，从而达到使被保护物“避雷”的目的。避雷针由三部分组成：雷电接收器、接地引下线和接地体。

（二）避雷线

避雷线由架空地线、接地引下线和接地体组成。架空地线是悬挂在空中的接地导体，其作用和避雷针一样，对被保护物起屏蔽作用，将雷电流引向自身，通过引下线安全地泄入地下。因此，装设避雷线也是防止直击雷的主要措施之一。

（三）避雷器

避雷器的作用是限制过电压幅值，保护电气设备的绝缘。避雷器与被保护设备并联，当系统中出现过电压时，避雷器在雷电过电压的作用下，间隙击穿，将雷电流通过避雷器、接地装置引入大地，降低了入侵波的幅值和陡度。过电压消失后，避雷器迅速截断在工频电压作用下的电弧电流即工频续流，恢复正常。常用的避雷器主要有管型避雷器、阀型避雷器、氧化锌避雷器等几种类型。

二、配电网过电压保护

（一）配电线路的过电压保护

配电线路及配电设备使用范围广、分散性大、露天设置，所以遭受雷击的可能性很大。运行经验表明：配电网的雷害事故约占整个电力系统全部雷害事故的70％～80％，所以为使配电网络不间断地向用户供电，必须加强配电网的防雷保护工作，才能保证供电的安全，提高供电的可靠性。对于10kV配电线路的过电压保护，一般可采用以下措施：

（1）装设避雷线，防止直接雷电。

（2）装有铁横担的钢筋混凝土电杆线路，为了提高线路的绝缘水平，全部采用高一级电压的绝缘子。

（3）位于市区的部分配电线路，如果正处于高层建筑的屏蔽范围以内，虽然遭受直击雷过电压的可能性较小，但是感应过电压仍可能引起线路跳闸，因此线路应尽可能对地保持足够的绝缘。

（4）同级电压线路相互交叉或与较低电压线路、通信线路交叉时，交叉线路档距两端的钢筋混凝土杆均应接地。其接地电阻不宜超过30Ω，交叉线路导线间的垂直距离不得小于2m。

（5）采用自动重合闸装置或自动重合熔丝装置，以减少雷击线路绝缘子时的闪络事故，并能缩短停电时间。这是因为线路雷击后造成稳定的电弧而形成短路，使线路跳闸。线路断开后，电弧即行熄灭，而重合闸使线路再次接通，此时电弧一般不会重燃，线路恢复正常运行。

（二）低压架空线路的过电压保护

低压架空线路分布很广，尤其在多雷地区单独架设的低压线路很容易遭到雷击。由于低压线路直接引入户内，低压电气设备绝缘又低，人身接触机会又多，所以必须考虑低压线路保护以及雷击线路时，雷电波沿低压线路侵入用户室内的防雷保护问题。一般可采取以下保护措施：

（1）在多雷区，当变压器采用Yyn接线或Yy接线时，宜在低压侧装设一组低压避雷器。当变压器中性点不接地时，除应在中性点处装设击穿熔断器外，其钢筋混凝土杆也应接地，接地电阻不宜超过50Ω。

（2）对于重要用户，宜在低压线路进入室内前50m处装设一组低压避雷器，入室后再装一组低压避雷器。

（3）低压进户线、电杆上的绝缘子铁脚必须可靠接地，其接地电阻不应超过30Ω。这样，当低压线路雷击时，雷电流将通过接地引下线引入大地，从而避免雷电波进入室内而造成人身设备事故。

（4）对于宜受雷击的地段直接与架空线路相连接的电动机或电能表，宜加装低压避雷器。

（三）配电设备的防雷保护

在高压配电线路上装有许多分散的配电设备，如配电变压器等。为防止雷击事故，这些设备均要装设必要的防雷保护装置。

（1）配电变压器按现行规范应采用避雷器来保护，避雷器要求越靠近变压器安装，保护效果越好，一般要求装在高压跌落熔断器的内侧。必须使避雷器的残压小于配电变压器的耐压，才能有效地对变压器起到保护作用。在高海拔地区，雷电多半在半山坡活动，有时比电力线路还低，运行中往往由于低压侧落雷或反变换波的影响，容易造成Yyn0配电变压器的绝缘击穿事故，所以农村山区的配电变压器在设计中和安装施工中，要求在配电变压器低压出线侧安装一组击穿熔断器或低压避雷器，用来保护变压器的二次侧绕组，还能保护当过电压波及低压绕组传递到高压绕组时，不致使高压绕组绝缘损坏。在运行中的变压器有时遭到雷击后，变压器匝间绝缘击穿只是局部的损坏，但还能勉强运行，过一段时间后，故障扩大，被迫停运。这就是在雷雨时将变压器绝缘击穿，而在良好天气中故障扩大后导致的事故，往往容易给人造成错觉，认为并非由于雷击损坏。

（2）配电线路上的柱上熔断器和负荷开关等设备应装设避雷器保护。对于经常开路运行而又带有电压的柱上熔断器或隔离开关的两侧，也均应装设避雷器，且避雷器的接地应和柱上熔断器金属外壳连接起来共同接地，其接地电阻应不大于10Ω。

（四）绝缘导线防雷要求

（1）在新架设或更换的高压绝缘主干导线，应每隔5～6基杆开耐张（丁字杆、十字杆除外），并在该基耐张横担下面0.8m距离处装设一组（三相）氧化锌避雷器。

（2）绝缘线耐张搭接应采用带接地环的并沟线夹。如中相搭头为上翻弓子线时，一侧采用长搭头，一侧采用短搭头，搭接位置应尽量靠近耐张线夹。

（3）氧化锌避雷器上柱头引线应采用JKJY–35mm²的高压绝缘线，采用螺栓方式搭接在并沟线夹内。避雷器下桩头引线用2m长的JKJY–35mm²绝缘导线沿铁担在杆上用扎线固定，并在尾线处剥去200mm绝缘层，采用花兰夹头2只及扎线与GJ–35钢绞线扎好连接后引至地面与接地极连接。接地极的接地电阻必须小于10Ω。

（4）对于同杆架设的10kV线路的要求。

1）如为上下两层排列的二回10kV绝缘导线的线路，分别开耐张后，只需在上层10kV绝缘导线装设氧化锌避雷器。

2）如为左右排列的二回10kV绝缘导线的线路时，必须在两条线路上都开耐张及装设氧化锌避雷器。

3）如为上下两层排列的二回10kV线路，上层为裸线、下层为绝缘导线时，下层导线开耐张后不必装设氧化锌避雷器。

作者简介：

达瓦次仁（1971.12-）国网西藏电力有限公司直孔发电公司助工从事专业发电安全监察

普布（1974.11-）国网西藏电力有限公司直孔发电公司助工从事专业水电站运行维护

刘君（1970.12-）西藏职业技术学院教授从事电气工程专业教学