配电系统的防雷措施课件

1、配电网一般靠变电站出线侧和配电变压器高压侧
的避雷器保护，线路中缺少避雷线保护而易受雷
击，即使这些避雷器动作，较高的雷电过电压也 会使线路绝缘子击穿放电。目前6～10 kV电网所
用避雷器（包括新型氧化锌或老式碳化硅的、带
或不带间隙的）较杂，其额定电压、动作电压及
其残压差异较大。而配电网又极易由雷电过电压 引发弧光接地过电压(可达3.5 倍系统最大运行电 压，系统最大运行电压约为额定电压的1.05～1.1 倍；最高时可达到额定电压的1.15倍）和铁磁谐 振过电压(可达3倍最高运行电压)，经常导致避雷
7、雷电过电压造成的闪络具有瞬时性，绝 缘子闪络后一般都能自行恢复绝缘，自动 重合闸是减少雷害事故、保证供电可靠性 的主要手段，但种种原因使6～10kV电网 自动重合闸投运率不高，这也是中压电网 雷害事故偏高的主要原因。
配电线路受到雷击时，雷电冲击波就
向导线两端流动，这种流动的冲击波又称 作进行波。为了保护与线路连接电气设备 免受进行波的冲击，在10kV及以下的配电 系统中主要依靠加装阀式或金属氧化物避 雷器做为防雷措施。
由于高压绕组接成星形，且中性点不接地，因
此在高压绕组中，虽有脉冲电势，但无冲击电流。 冲击电流只在低压绕组中流通，高压绕组中没有 对应的冲击电流来平衡。因此，低压绕组中的冲 击电流全部成为激磁电流，产生很大的零序磁通， 使高压侧感应很高的电势。由于高压绕组出线端 电位受避雷器残压固定，这个感应电势就沿着绕 组分布，在中性点幅值最大。因此，中性点绝缘 容易击穿。同时，层间和匝间的电位梯度也相应 增大，可能在其他部位发生层间和匝间绝缘击穿。 这种过电压首先是由高压进波引起的，再经低压 感应至高压绕组，通常称之为反变换。
1、装设避雷线保护：
架空线路安装避雷线，沿线及设备均可 得到保护。由于线路绝缘薄弱，耐雷水平 低，所以10kV架空线路一般不装避雷线 （可以装设进线段保护），但特殊地段需 装避雷线时，混凝土电杆都要按设计要求 做接地处理。
3、改善配电网杆塔和防雷装置的接地：
①35kV进线段有架空地线杆塔的接地电阻 应≯10Ω，终端杆接地电阻应≯4Ω。
配电线路的防雷保护
一、配电网防雷现状及原因分析
一、配电网防雷现状及原因分析
6～10kV配电网无避雷线保护、绝缘 水平低，易受直击雷和感应雷的危害，据统 计配电网总故障中雷击跳闸80%左右，柱上 开关、刀闸、避雷器、变压器、绝缘子等设 备遭受雷击损坏，甚至有些配电所10kV线路 在雷电活动强烈时全部跳闸，极大影响了供 电可靠性和电网安全。通过对架空配电线路 的雷击现状分析，来实现架空裸导线和低压 架空线路的防雷措施。
②避雷器等防雷设备的接地引下线要用圆钢 或扁钢，应防止连接处锈蚀和地下部分锈 蚀开路现象发生。
低压架空线路
分布较广，多数是 直接引入市内。低 压架空线路绝缘水 平较低，人身接触 的机会又多，遭受 雷击时，雷电冲击 波可能沿线路侵入 室内，引起人身和 设备事故。为了降 低雷电波的幅值， 一般可采用以下保 护措施：
（三）配电设备和配电所的防雷保护
当低压进波为 10kV，接地电阻为5Ω 时，高压绕组上的层
间梯度电压可能超过 配电变压器的层间绝 缘全波冲击强度一倍 以上，这种情况，变 压器层间绝缘肯定要 击穿。
正变换电压
变压
器层间绝缘击穿。
（2）反变换过电压作用。当雷电波由高压侧 线路侧侵入，引起避雷器动作时，在接地 电阻上流过大量的冲击电流，产生压降， 这个压降作用在配电变压器低压绕组的中 性点上，使中性点电位升高，当低压线路 比较长时，低压线路相当于波阻抗接地。 因此，在中性点电位作用下，低压绕组流 过较大的冲击电流，三相绕组中流过的冲 击电流方向相同、大小相等，它们产生的 磁通在高压绕组中按变压器匝数比感应出 数值极高的脉冲电势。
器爆炸。另外还有些避雷器因质量差而在运行中
受潮，或间隙动作后不能可靠熄弧而爆炸，造成 电网接地短路事故。
2、电网中避雷器接地存在较多问题：
①受场所限制。相当多配电型避雷器接地电 阻超标(达上百欧姆)；
②接地引下线损坏。引下线有些用带绝缘外 皮的铝线，内部折断不易发现，两端头连 接头易氧化锈蚀；还有些在埋入土中与接 地体连接处产生电化学腐蚀甚至断裂(这在 环境污秽场所中较为严重)，使避雷器等防 雷设备形同虚设。
反变换过电压。雷电波引 起避雷器放电， 雷电流 接地电阻上产生压降， 使配电变压器中性点电 位升高， 低压绕组流过 较大的冲击电流，此电 流为激磁电流， 在高压 侧产生很高的感应电压 ， 这感应电压沿绕组分布， 在中性点幅值最大 中 性点绝缘容易击穿。
6、配电网直接向用户供电，用户多无备用 电源，线路和防雷设备长期无法正常检修 维护，绝缘弱点不能及时消除，耐雷水平 下降，雷击跳闸率上升。
4、为节约线路走廊用地和投资，常用多回 路(大多3～4回，也有6～8回)同杆架设。 而一旦雷击线路，绝缘子对地闪络并产生 较大工频续流，则持续的接地电弧会波及 同杆架设的其他回路而同时接地短路，造 成同时跳闸，甚至倒杆断线的事故。
5、目前大多数配电变压器的防雷保护是只 在变压器高压侧装一组避雷器而低压侧不 装。这在北方少雷区可行，但在南方多雷 区和山区，配变常遭雷击损坏（这主要由 反变换、正变换过电压所致），造成线路 接地短路并跳闸。
3、柱上开关和刀闸处有些未装避雷器保护或 仅装在开关一侧，开关或刀闸断开的线路 遭雷击时，雷电压将不沿线路传播而是在 断开处经全反射后升高1倍，危害开关或刀 闸的绝缘甚至击穿。如10kV柱上开关或负 荷开关在断开运行位置时很容易被雷击坏 的原因所在。（在断口出现2倍雷击电压， 如安装避雷器后，雷电流可通过避雷器释 放）
正变换过电压示意图
正变换—当雷电波由低压 线路侵入时，配电变压 器低压绕组就有冲击电 流通过，这个冲击电流 按匝数比在高压绕组上 产生感应电动势，使高 压侧中性点电位大大提 高，它们层间和匝间的 梯度电压也相应增加。 这种由低压进波在高压 侧产生感应过电压的，yn0接线时，宜在低 压侧装设一组阀式避雷器或金属氧化物避 雷器。
2、对多雷地区的低压架空配电线路，宜在线 路进户前50m处安装一组低压避雷器，入户 后再装一组低压避雷器。
3、在进户线每一支持物或进户杆上的绝缘子 螺杆（铁脚）及铁横担应一并接地。接地 电阻不超过30Ω，
4、为防止雷击损坏事故，对柱上变压器台低 压计量配电箱出线处应装设一组低压避雷 器作为防雷措施。