配电线路架设地线对雷电感应过电压的防护效果石峰

配电线路架设地线对雷电感应过电压的防护效果石峰

石峰杨杰陈哲

（国网山西省电力公司运城供电公司配电运检室山西044000）

摘要：在低电压配电线路当中，由于绝缘水平较低因而被雷击中发生故障的概率比较高，而且多是由于导线感应过电压产生的故障，因而如何提升线路对于感应过电压的闪络次数是提升配电线路运行可靠性的关键。而通过架设地线则是对感应过电压进行防护的重要措施之一，因而有必要加强对架设地线所产生的防护作用进行研究，以期推广这种防护措施在配电线路当中的应用。

关键词：配电线路；架设地线；过电压

1.雷电感应过电压对配电线路产生的影响

在夏秋季节由于雷雨天气较多，配电线路很容易受到雷电影响，加上低电压线路本身绝缘性能较差，在发生雷击时容易受到附近建筑物或是大地的影响在导线上产生感应过电压，如果电压量较大就会直接造成线路内部绝缘子损坏，导致线路短路故障的出现，影响人们的正常生活实用，甚至可能会对人民群众的生命安全带来影响。

1.1避雷器的影响

避雷器在线路当中起着保护线路免受雷击的影响作用，在发生雷击时其所产生的电流如果超过配电线路范围就会启动避雷器，对电流进行分流，将感应电流流入到大地当中，从而对绝缘子部分的电压进行限制，保护配电线路的运行安全，减少雷击伤害。但雷电感应过电压要是过大，避雷器自身承载能力较差，在出现较大电流时会出现损坏，直接导致避雷器的故障，或是避雷器在长久应用过程中由于发生腐蚀，导致电流无法流入到大地当中，给避雷器带来了严重影响。

1.2绝缘子的影响

绝缘子能够隔离外界的电流和电压，保护配电线路的运行安全，在出现雷击时绝缘子会发生闪络现象导致绝缘子出现损坏，特别是在夏季雷雨频发的时候，由于不断受到雷电影响，雷电的感应过电压也会加大，从而加重配电线路自身承受的电流，使得绝缘子的两端电压超过承载能力，加上外界因素的影响，导致绝缘子出现损坏，直接影响配电线路的安全。

2.架设地线对于过电压的限制效果分析

2.1接地电阻限制效果

配电线路当中所架设的地线一般是采取自然接地的模式，接地的电阻比较高，并且结合大地所产生的电阻合起来的电阻值较高，要限制雷电感应过电压就需要对电杆电阻进行控制。配电线路当中，雷击所产生的雷电感应过电压最大值一般是在配电线路中间区域，在这一区域当中的电压会根据时间推移而发生起伏性变化，而地线也会对感应过电压产生一定的限制作用，电杆会在接地电阻的影响下，使得部分架设了地线的配电线路也出现感应过电压，而导线对地感应过电压的幅值和节点电阻的大小呈正比例关系，而和绝缘子则是呈反比例关系，随着接地电阻增加，绝缘子所承受的电压幅值也会随之变小，因而可以架设地线对感应过电压进行防护，这样也不用对电杆进行电阻控制，从而实现对感应过电压的限制效果。

2.2地线安装位置产生的限制效果

在架设地线的时候，需要从地线安装位置上进行考虑，并对不同地线架设高度进行比较，从中选择出最适合的地线高度，并对不同配电线路当中的感应过电压值进行计算，对于导线和绝缘子在设置参数上不同找到相应的变化规律，总结相应的变化规律，导线和绝缘子最大过电压复制和地线的架设时可以同比例变化的，地线和导线之间的距离越来越近，这样同比例变化也会随之变小。而在导线距离相同的情况下，对于地线架设位置对于感应过电压来说也会产生不同的影响，而从试验结果来看，地线在导线上方和在导线下方的限制效果是不同的，在导线上方所产生的限制作用更好，因而在对地线安装位置进行确定的时候，首先需要考虑将地线安装在导线上方位置上，并且在结合线间距的条件下，还应该尽量将地线和导线之间的距离不断拉近，这样才能够达到对于雷电感应过电压进行限制的效果。

3.配电线路架设地线对于电压闪络率产生的效果

雷电感应过电压对于配电线路主要会对线路的绝缘子两端电压较大，从而对电路产生影响并导致电压闪络的出现，而电压闪络频率就是感应过电压对于配电线路产生影响的效果和水平，因而在对地线进行架设过程中，对于配电线路感应过电压产生的限制效果需要从配电线路的架设地线当中电压闪络率进行分析。配电线路当中的电压闪络率会直接反映出地线在配电线路当中的限制效果，而在对电压闪络率进行具体计算的过程中可以从以下几项来进行选择：

一是将地闪密度Ng设为40个雷暴日，取值2.78次；二是从当前配电线路的实际情况来进行分析，地线架设位置的不同也会产生不同的绝缘配置，而在不同的位置上发生雷击时所产生的效果也是不一样的，因而在发生雷击的时候，电压控制在100～150kV左右的时候，绝缘子会出现闪络现象，而且为了能够对配电线路当中多数情况进行覆盖的时候，可以将100kV和150kV作为参考设置和判断依据，并且可以根据变化来对感应过电压闪络率的计算；三是对应电阻率在进行计算的时候应该取特殊值，比如50，500和1500等；四是在对电杆接地模式的选择上可以选择自然接地模式。

根据在进行计算分析过程中能够对配电线路进行架设的时候，感应过电压对配电线路的影响情况，配电线路电压闪络率的具体参数，一般情况下的规律是，大地电阻率在不断上升的时候，没有架设地线和架设地线的配电线路都会造成电压闪络率的增加，大地电阻率在上升过程中也会出现磁场变化，对传输线大地瞬态的阻抗也会产生变化，使得配电线路的感应过电压不断上升，这时电杆所能够承载的接地电阻也会不断增加，而接地电阻增加之后就会使得架设地线当中的绝缘子感应电压下降，这样就能够有效保证绝缘子正常运行，从而减少绝缘子故障的发生，保证配电线路运行的稳定性，在对具体实验数据进行研究过程中，可以将闪络电压增加到150kV，大地电阻率在不同条件下感应过电压的闪络率会随着大地电阻增加而下降，由此可以看出架设地线确实对感应过电压具备限制效果。

4.结语

从上面的分析中可以看出，地线的架设对于线路上雷电感应过电压具有明显防护作用，而在架设地线的方式上，可以将其架设在配电线路的导线上方并且将其尽量靠近导线，这样来提升地线在雷电感应过电压方面的防护作用，以便有效发挥地线在配电线路当中的保护作用，保证配电线路的运行稳定性。

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