导航： >> 安全论文>> 电力安全论文>>正文

配电网雷电防护措施总结分析及其应用

文档作者：李德峰1 陈述2 文档来源： 1. 广东电网公司肇庆供电局 2. 国网咸阳供电公司		点击数：	更新时间： 2021年10月15日
下载地址：点击这里	文件大小： 1.00 MB 共5页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共5页]

本文件共5页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：1.00 MB 共5页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

下一篇：牵引变电所过电压及防护措施

上一篇：配电变压器烧毁原因及防护措施

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

配电网雷电防护措施总结分析及其应用
李德峰1，陈述2
（1. 广东电网公司肇庆供电局，广东肇庆526060；2. 国网咸阳供电公司，陕西咸阳712000）
The Summary of Lightning Protection Measures and Its
Applications for the Distribution Network
LI Defeng，CHEN Shu
（1. Zhaoqing Power Supply Bureau，Guangdong Power Grid Corporation，Zhaoqing 526060，Guangdong，China；2. State Grid
Xianyang Electric Power Supply Company，Xianyang 712000，Shaanxi，China）
ABSTRACT：Distribution network is vulnerable to lightning
damage and caused power outages or tripping accidents，which
affect the safe and stable operation of the power grid. This
paper summarizes the main measures of the Lightning Protection
Measures for distribution network. advantages and disadvantages
of each of these measures were analyzed. The summary of of the
lightning protection measures was applied in the actual distribution
network，This paper provides a reference for the Distribution
Network to Improve the ability to respond to lightning.
KEY WORDS：the distribution network；lightning protection
measures；transformation for lightning protection
摘要：配电网很容易遭受雷害引起停电或跳闸事故，影响电
网的安全稳定运行。总结了现行的配网防雷的主要措施，对
每项措施的优缺点进行分析研究。把总结的防雷措施应用在
实际的配电网中，通过2个成功提高配网雷电水平的应用案
例，为配电网中心供电所防雷改造及10 kV配网线路防雷改
造提供了借鉴。
关键词：配电网；雷电防护措施；防雷改造
配电网雷击过电压主要由直击雷和感应雷引
起。由于配电网的绝缘水平低，网络结构复杂，且配
电线路绝大部分没有设避雷线、耦合地线、线路避
雷器、杆塔接地等保护措施，因此，配电线路遭受雷
击的概率较高。一是直击雷过电压，即雷电直接击
中电气设备、线路；这种过电压的幅值一般较高，高
大数百千伏，雷电流高达几十千安，这种过电压的破
坏性极大，造成的损坏也较大。二是邻近落雷形成的
感应雷过电压造成线路和设备的绝缘击穿引起雷
击跳闸率较高[1-2]。据资料统计，配电线路中因雷害
事故造成的停电事故占配电线路事故的21.91%[3]。
为了确保电力系统安全稳定运行，采取有效的防雷
保护措施，作好配电线路的防雷保护措施是相当有
必要的。
1 配电网线路雷击原理研究
1.1 输电线路的感应雷击过电压
1）无避雷线时，当雷击点离开线路的距离大于
65 m时，导线上的感应雷过电压最大值按下式计算：
Ug=25 ILhd
S
（1）
2）有避雷线时：
U1g
=Ug-KUg
（2）
式中，K为避雷线与导线间的耦合系数，线间距离愈
近，耦合系数K就愈大。由于避雷线的屏蔽作用，可
使导线上的感应电压降低。
1.2 直击雷过电压
线路直接遭受雷击后，高压冲击波形成，当雷
电放电的先导通道不是击中地面，而是击中输电线
路的导线、杆塔或其他建筑物时，大量雷电流通过
被击物体，在被击物体的阻抗接地电阻上产生电
压降，使被击点出现很高的电位，这就是直击雷过
电压。
雷直击导线时，作用于线路绝缘上的电压最大
值Ug=100I。用绝缘的50%冲击闪络电压U50%
代替Ug
，
那么IL
就能代表引起绝缘闪络的雷电流幅值，通
常称为线路在这情况下的耐雷水平：IL=U50%/100。绕
第30卷第12期
2014年12月
电网与清洁能源
Power System and Clean Energy
Vol.30 No.12
Dec. 2014
文章编号：1674-3814（2014）12-0104-05 中图分类号：TM863 文献标志码：A
智能电网
Smart Grid
第30 卷第12 期电网与清洁能源
击率：
对平原地区： lg Pa= a h 姨
86 -3.9 （3）
对山区地区： lg Pa= a h 姨
86 -3.35 （4）
山区的绕击率为平原的3倍，为减少绕击率，需
减小保护角，降低杆塔高度。
2 10 kV配电网雷电防护措施总结分析
本文总结了现行的配网防雷的主要措施，对每
项措施的优缺点进行分析研究。
2.1 防雷接地装置
提高线路反击耐雷水平，降低雷击跳闸率，适
用高电阻土壤率地区，但对于10 kV及以下等级的
混凝土杆塔线路效果不明显，具有局限性，改造投
资较大[4-6]。
2.2 避雷线
可防直击雷，抑制反击雷，具有分流和耦合的
作用。不能防范绕击雷，防范雷击断线效果一般，改
造难度较大，投资较大。清华大学的评估能减少22%
的雷击故障，但要求每杆接地。
2.3 引雷塔
主动引雷，有效保护邻近设备。但保护范围有
限，投资较大。找到雷电的落雷规律，在“逢雷必中”
的易击点安装比较有效，比较适合特定环境。
2.4 加强线路绝缘
提高线路耐雷水平，实施具有局限性。减少瞬
时故障，投资较小，但无法避免绝缘子沿面闪络。另
有“堵”会使设备承受雷电流压力增大。
2.5 氧化锌避雷器
截断工频电流，限制雷过电压与感应过电压。
保护范围小，投资成本大，易老化，对接地电阻要求
高，有通流能力限制。设备保护时经常使用，在线路
保护和设备保护一定要增加热爆脱离器使用。磁外
套抗老化比硅橡胶外套弱，但磁外套故障易查找。
2.6 摘挂式避雷器装置
又名跌落式避雷器或可拆卸式避雷器；能截断
工频电流，限制雷过电压与感应过电压，方便带电
维护。保护范围小，投资成本大，易老化，对接地电
阻要求高，有通流能力限制。线路保护和设备保护
一定要增加热爆脱离器使用。线路保护由于引线太
长时会使保护水平降低[7]。
2.7 过电压保护器
一般又叫“外间隙氧化锌避雷器”或“串联间隙
避雷器”，外间隙使得避雷器的使用寿命增加；不接
地时只有间隙起接弧作用，不够安全，最好接地使
用，击穿或老化后无故障识别。在小电阻接地系统
中和防弧技术综合应用减少跳闸是一个不错的手
段。可防范雷击断线。改造无需更换支柱绝缘子，施
工难度较小。运行中不施加运行电压，维护难度小。
但仅能防范部分雷击过电压。要求施工工艺较高，
对放电间隙的距离有明确要求。需每杆安装，安装
数量大，投资较大。有通流能力限制。
2.8 穿刺式防弧金具
有效引流保护导线免于烧蚀熔断；改造简单，
施工难度小；穿刺式可免剥线，防止导线进水；可外
包绝缘护套，防鸟类单相接地故障，可带电作业；杆
塔不接地。间隙电场分布不均匀，不能做精保护，环
网供电线路安装麻烦且造价高。架空绝缘导线防断
线和防绝缘子闪络是非常有效的措施，在中心点经
消弧线圈接地系统中降低跳闸率也非常有效。小电
阻接地系统中提高重合率和减少绝缘子维护也非
常有效。
2.9 非穿刺式防弧金具
有效引流保护导线免于烧蚀熔断；改造简单，
施工难度小；可外包绝缘护套，防鸟类单相接地故
障；杆塔不接地。间隙电场分布不均匀，不能做精保
护，环网供电线路安装麻烦且造价高。架空裸导线
防绝缘子闪络是非常有效的措施，在中心点经消
弧线圈接地系统中降低跳闸率也非常有效。小电阻
接地系统中提高重合率和减少绝缘子维护也非常
有效。
2.10 防雷验电接地环
绝缘性能、抗老化性能和阻燃性能好，保护绝
缘导线，安装施工方便，杆塔不接地。间隙电场分布
不均匀，不能做精保护，环网供电线路安装麻烦且
造价高。架空绝缘导线防断线和防绝缘子闪络是非
常有效的措施，在中心点经消弧线圈接地系统中降
低跳闸率也非常有效。小电阻接地系统中提高重合
率和减少绝缘子维护也非常有效[8]。
2.11 支柱式避雷器
装置简化，减少故障点，安全可靠性高，避免了
避雷器的引线动态电压和提高防止引线击断后的
智能电网
Smart Grid
105
短路雷故障，提高了防雷器保护水平和供电可靠
性。但普通的柱式避雷器横向装，应注意积雪和冰
溜，有通流能力限制[9-10]。
3 配电网防雷改造措施应用分析
3.1 案例一：中心供电所防雷改造
悦城中心供电所管辖范围有110 kV悦城变电
站的11条10 kV线路，35 kV九市变电站的5条10 kV
线路，管辖线路长度272.13 km，有175台公变，10 kV
线路覆盖悦城镇、九市镇区域，两镇面积达373.6 km2。
线路走廊雷电活动强烈。
3.1.1 防雷改造措施应用
1）选点安装避雷针、避雷器。
安装避雷针、避雷器选点原则：①雷暴走廊，如
山区风口以及顺风向的河谷和峡谷等处。②四周是
山丘的潮湿盆地，且杆塔周围有鱼塘、水库、湖泊、
沼泽地、森林或灌木，附近又有蜿蜒起伏的山丘等
处。③土壤电阻率有突变的地带，土地质断层地带，
岩石与土壤、山坡与水田的交界区等处。岩石山脚
下有小河的山谷等地，低土壤电阻率处。④突出的
山顶、山的向阳坡等处。⑤跳闸率较高的区段、杆
塔。⑥山区线路接地电阻较大又难以降低，发生过
闪络的杆塔。⑦雷电定位系统监测、分析得到的雷
电活动强烈区域。根据上述原则，该供电所避雷器
及避雷针的安装位置分别如表1、表2所示。
2）加强杆塔接地装置维护工作。
对悦城中心供电所管辖线路基杆塔的接地网
进行接地电阻检测，对检测不合格的杆塔地网进行
了改造。
3）加装防雷塔减少雷击对线路直接影响。
悦城中心供电所管辖线路旁边加装了防雷塔，
如表3所示，减少雷击直接对线路造成影响。
3.1.2 防雷效果
悦城中心供电所2013年线路雷击跳闸122次，
其中，重合成功110次，重合不成功12次。经过防雷
改造后，2014年1月至今，线路雷击跳闸111次，其
中，重合成功108次，重合不成功3次。统计结果如表
4所示。
2014年上半年由于强对流天气，并伴有雷雨、
大风等灾害性天气强烈，半年闪电次数超过2013年
全年的总和。受雷击影响严重的线路有10 kV高村
线、10 kV军岗线、10 kV洲林线、10 kV罗洪线、10 kV
南山线、10 kV三新线、10 kV九棠线、10 kV留村线。
表3 防雷塔安装位置
Tab. 3 The installation location of anti-preta
序号线路名称安装地点
1 悦城镇10 kV军岗线珠元支线1号杆、2号杆
2 10 kV军岗线62号杆、64号杆
3 10 kV高村线25号杆、27号杆
4 10 kV三新线16号杆、20号杆、21号杆
5 10 kV三新线塘村支线14号杆
表2 避雷针安装位置
Tab. 2 The installation location of lightning rod
序号线路名称安装地点
1 10 kV三洲线7号杆、79号杆
2 10 kV九棠线17号杆
3 10 kV留村线新村支线16号杆
4 10 kV留村线14号杆
5 10 kV罗洪线37号杆、39号杆
6 10 kV南山线榄庄支线16号杆、21号杆
7 10 kV军岗线41号杆、61号杆
8 10 kV军岗线珠元支线2号杆
9 10 kV军岗线老王坑支线34号杆、35号杆
10 10 kV三新线21号杆、89号杆
11 10 kV九棠线9号杆、37号杆、48号杆
12 10 kV留村线新村支线12号杆、20号杆
13 10 kV留村线新村支线天湖朗分支线4号杆
14 10 kV上垌线58号杆
15 10 kV上垌线柑子坑支线5号杆、66号杆
16 10 kV高村线13号杆、26号杆
17 10 kV高村线蓝田支线3号杆
18 10 kV高村线芒坑林场支线2号杆
19 10 kV军岗线28号杆、55号杆
20 10 kV军岗线珠元支线3号杆
21 10 kV军岗线老王坑支线41号杆
表1 避雷器安装位置
Tab. 1 The installation location of arrester
序号线路名称安装地点
1 10 kV三洲线塘瓮支线庙咀分支线1号杆10 kV庙咀公用台变
2 10 kV三洲线塘瓮支线25号杆10 kV塘瓮公用台变
3 10 kV三洲线31号杆10 kV甘力公用台变
4 10 kV三洲线62号杆10 kV沙圳口公用台变
5 10 kV三洲线旧圩支线3号杆10 kV旧圩公用台变
6 10 kV三洲线81号杆10 kV三洲公用台变
7 10 kV三洲线95号杆10 kV李家庄公用台变
8 10 kV三洲线垌寮支线10号杆10 kV辽车公用台变
9 10 kV三洲线垌寮支线20号杆10 kV垌寮公用台变
李德峰，等：配电网雷电防护措施总结分析及其应用Vol.30 No.12
智能电网
Smart Grid
106
第30 卷第12 期电网与清洁能源
经过2013年的防雷改造后，10 kV高村线故障次数明
显减少，并无发生永久性故障。10 kV军岗线、10 kV
洲林线、10 kV罗洪线、10 kV南山线、10 kV三新线、
10 kV九棠线、10 kV留村线在承受更大的雷击压力
下，因雷击影响故障在可控程度，只有10 kV军岗
线、10 kV罗洪线、10 kV南山线出现故障跳闸重合
不成功，并无重大设备损坏、雷击断线等故障发生。
在线路旁架设防雷塔后，10 kV高村线、10 kV军岗
线、10 kV三新线雷击影响得到改善，发生永久性故
障降低，线路防雷效果得到提高。
3.2 案例二：10 kV金鸡线北岭微波支线防雷改造
10 kV金鸡线北岭微波支线为10 kV单供终端
线路，线路自投运以来，雷击故障频繁，对配网安
全运行影响较大。据统计，2012年10 kV金鸡线北
岭微波支线因雷击造成断线故障4次。而仅2013年
上半年，10 kV金鸡线北岭微波支线已有4次雷击
断线故障，对配网供电可靠性和稳定性带来了严
重影响。
3.2.1 防雷改造措施应用
1）安装避雷器。
线路避雷器与绝缘子并联安装，当线路遭受雷
击时，雷电产生的过电压使避雷器击穿，雷电流通过
避雷器流入大地，避免绝缘子发生闪络现象。10 kV
金鸡线北岭微波支线共9基杆塔，其中直线塔4基、
耐张塔5基，每基杆塔安装3相线路避雷器，共装设
14套线路避雷器，有效保护了线路运行安全。
2）安装防雷间隙。
由于北岭将军山区雷电流较大（平均达2 300 A），
接地装置运行环境恶劣，以及山区土壤电阻率的不
稳定性，北岭微波支线线路避雷器雷击损毁状况严
重。为有效释放雷电流，采取了在北岭微波支线铁
塔安装防雷间隙的方案，在北岭微波支线每基铁塔
安装球型支柱防雷间隙，共装设9套放电间隙。
3）加装北岭微波支线分路断路器。
10 kV金鸡线北岭微波支线所处环境恶劣，多
次发生支线遭受雷击故障，使金鸡线站端开关跳
闸。为避免这种情况，选用扬州新概念的AB-3S-12
型户外高压智能快速真空断路器，加装在10 kV金
鸡线北岭微波支线01号塔作为支线分路开关，命名
为金鸡线1T2开关。
3.2.2 防雷改造效果
统计2014年1至6月份受雷击跳闸累计达5次以
上的线路，主要是10 kV金鸡线北岭微波支线遭受
雷击后造成金鸡线1T2开关跳闸。
经防雷改造后，2014年上半年10 kV金鸡线线
路跳闸情况如下：站端开关跳闸1次，重合成功1次。
金鸡线1T2开关动作情况：共跳闸25次，重合成功21
次，重合成功率达84%。4次重合失败，经巡视检查后
线路均试送成功，没有发生断线故障。
4 总结
本文对配电网线路雷击原理进行了深入研究，
在此基础上，分析总结了现行配网防雷的主要措
施，并应用于实际配网中。实际案例的应用结果表
明，本文所提措施的综合应用能有效提高配电网的
防雷水平，为配网线路的防雷改造提供了积极的参
考意义。
参考文献
[1] 孙万忠． 高压线路综合防雷措施探讨[J]． 四川电力技术，
1998，1（3）:
47－49．
SUN Wanzhong. Discussion on the comprehensive measures
of lightning protection of high voltage line[J]. Sichuan Electric
Power Technology，1998，1（3）:
47-49（in Chinese）.
[2] 徐晓立． 浅议高压输电线路的防雷措施[J]． 福建电力与
电工，2005，25（1）:
30-31．
XU Xiaoli. The lightning protection measures of high voltage
transmission lines[J]. The Fujian Electric Power and
Electrical Engineering，2005，25（1）:
30-31（in Chinese）.
[3] 刘庆国． 浅谈现今220 kV线路防雷新技术研究[J]． 广东
表4 防雷效果对比表
Tab. 4 Lightning effect of contrast
线路
2014年1月至8月
雷击跳
闸次数
重合成
功次数
重合不成
功次数
雷击跳
闸次数
重合成
功次数
重合不成
功次数
三洲线3 3 1 1
九棠线3 3 1
留村线3 2 1 2 2
高村线23 21 2 12 12
军岗线29 26 3 36 35 1
三新线4 2 2 4 4
洲林线10 9 1 7 7
罗洪线15 14 1 14 13 1
信和线9 9 3 3
顺兴线1 1
南山线23 22 1 31 30 1
2013年
智能电网
Smart Grid
107
（上接第98页）
[4] 胡红兵，李丽君，韩民畴. 继电保护装置自动化测试系
统的设计与实现[J]. 江苏电机工程，2013，32（2）：54-56.
HU Hongbing，LI Lijun，HAN Minchou. Design and implementation
of a replay automated test system[J]. Jiangsu
Electrical Engineering，2013，32（2）：54-56（in Chinese）. [5] Erik Riedel，Christos Faloutsos，Garth A. Gibson，and
David Nagle. Active disk for large-scale data processing.
IEEE computer，pages 68.74，June 2001.
[6] 王嘉谟，沈毅. 并行计算方法[M]. 北京：国防工业版社，
1997.
[7] http://Linux.chinaunix.net/new/2009/11/15/1144192.shtml.
———————————————————
收稿日期：2014-09-03。
作者简介：
俞京锋（1978—），男，工程师，从事电力系统继电保护及自
动化工作；
阮远峰（1973—），男，高级工程师，从事电力系统继电保护
及自动化工作。
（编辑董小兵）
（上接第103页）
[14] 徐千茹，文一宇，张旭航，等. 电力系统低频振荡综述[J].
电力与能源，2014（2）:
45-46.
XU Qianru，WEN Yiyu，ZHANG Xuhang，et al. A survey
of power system low frequency oscillation[J]. Power &amp;amp;
Energy，2014（2）：45-46（in Chinese）.
———————————————————
收稿日期：2014-09-03。
作者简介：
谢晓骞（1983—），男，硕士，工程师，从事电力系统调度运
行，电力系统仿真分析工作；
向萌（1988—），女，硕士，助理工程师，从事电压无功管
理、电力系统仿真分析工作；
张思远（1983—），男，硕士，工程师，从事电力系统调度运
行，电力系统仿真分析工作。
（编辑董小兵）
科技，2008，5（8）:
37-40．
LIU Qingguo. Study on new technology of current 220 kV
line lightning protection[J]. Guangdong science and technology，
2008，5（8）:
37-40（in Chinese）.
[4] 李孛． 10 kV配电线路防雷措施研究[D]． 长沙：长沙理工
大学，2009．
[5] 胡大明，弥璞． 线路避雷器应用情况分析和新型线路避
雷器的设想[J]． 高压电器，2005，41（1）:
59－61．
HU Daming， MI Pu. Imagine circuit analysis device
application and new line lightning arrester[J]. High Voltage
Apparatus，2005，41（1）:
59-61（in Chinese）.
[6] 陈维江，李庆峰，来小康，等． 10 kV架空绝缘导线防雷
击断线用防弧金具研究[J]． 电网技术，2002，26（9）:
25－
28．
CHEN Weijiang，LI Qingfeng，LAI Xiaokang，et al. 10 kV
overhead insulated conductor lightning protection wire
breaking arc protection hardware of[J]. Power System Technology，
2002，26（9）:
25-28（in Chinese）.
[7] 朱秀兰． 10 kV架空绝缘导线断线机理及其防雷措施[J]．
电气应用，2010，15（18）:
14－17．
ZHU Xiulan. 10 kV overhead insulated conductor breakage
mechanism and lightning protection measures[J]. Electrical
Applications，2010，15（18）:
14－17（in Chinese）.
[8] 山东电力集团公司农电工作部． 农村中低压配电改造升
 
Smart Grid
108 李德峰，等：配电网雷电防护措施总结分析及其应用 Vol.30 No.12

网友评论 more

电力安全论文最新内容

03-05