低压配电线路的雷电过电压保护问题
配电线路电压为3.6kV~40.5kV，称高压配电线路;配电电压不超过1kV、频率不超过1000Hz、直流不超过1500V，称低压配电线路。配电线路的建设要求安全可靠，保持供电连续性，减少线路损失，提高输电效率，保证电能质量良好。
摘 要：电源线路因多种原因产生脉冲过电压，如不采取有效措施，不仅直接威胁用电设备的安全，甚至还可能危及操作人员的生命安全。文章通过对电源线路脉冲过电压产生的原因、如何抑制方法的分析，结合多部防雷技术规范的要求，对多年来防雷施工图审核中遇到的各种问题提出修改意见，供防雷设计、施工、施工图审核的同行参考和商讨。
关键词：电源线路过电压;分析;低压配电系统防雷技术
一、电源线路上脉冲过电压的产生
供电回路或回路负荷的突然变化，特别是感性负荷的频繁操作，在电源线路上产生很强的反电动势，叠加到电源电压上，形成脉冲过电压;负荷(特别是大容量的负荷)电源插头座间的接触不良也会产生火花放电，形成脉冲过电压;积累大量静电荷的金属导体放电也会产生脉冲过电压;雷电产生的脉冲过电压，上述方式都将在电源线路上产生过电压。其中雷电以如下方式产生脉冲过电压：
(1)当雷击发生在电源、信号线路或附近时，在线路上会产生很强的雷电流，以波的形式沿线路快速传输，使线路和大地间形成很高的电位差，也可能产生很强的脉冲雷电流流过负载;(2)静电感
应：雷云形成时，受云中电荷吸引，在下方导线上产生异性电荷接闪时空中雷云电荷中和，瞬间消失，线路上的感应电荷来不及释放，线地间产生很强的静电感应电压;(3)雷电感应：雷电接闪时会向周围空中发射很强的电磁波，频带可达几百kHz以上，幅度随着频率降低，电磁波传播距离可达几百公里以上。雷电波不仅干扰通信设备和其它电子设备的工作，而且在周围导体上会产生很强的感应电动势，在电源、信号线路上产生感应电压。
电源、信号线路上产生脉冲过电压的原因很多，当其超过设备的承受能力，设备就会损坏。随着科学技术的快速发展，以电子计算机为核心的电子产品日益广泛应用，雷电通过电源、信号线路对设备的危害越来越严重，为此，各种对应的防护办法相继产生。在常用的方法中有等电位连接、屏蔽、将线路埋地引入等方法，在这里讲的是最常用的方法，即采用电涌保护器。
二、低压变压器两端的脉冲过电压保护
对于设置在建筑物内或在建筑物附近的Yyno(如图1所示)和DynII(如图2所示)连接方式的电源变压器，由于其高压、低压端的中心点、变压器外壳都要接地，且与建筑物共用接地网时，高、低压各相均要并接避雷器。
高压绕组绝缘有击穿的危险。在高压侧线圈上安装避雷器，在高电位作用下击穿放电得到保护。另一方面，低压中心点电位上升，该电位叠加到低压线圈上，产生电流流经线圈，通过电磁耦合，使高压侧产生危险的高电位，当低压侧安装电涌保护器后，保护器动作放电，大部分雷电流通过它泄放，保护了高压侧绕组。
当接闪器接闪时，产生的雷电流使共用接地网的电位上升很高，要求低压侧安装的电涌保护器电压保护水平≤2.5kV，当线路有引出本建筑或附近有独立接地装置的配电装置时，应在低压配电柜上安装I级试验的电涌保护器。这是因为I级试验的电涌保护器不仅通流量大，而且导通后残余压降小，保护性能好。
三、电涌保护器设计应注意的几个问题
3.1 建筑物防雷等级与电子信息设备等级划分不能混淆
建筑物防雷等级是根据建筑物的预计年雷击次数、遭雷击后对建筑物的危害影响程度等因素划分的，而电子信息系统设备防雷等级不仅要考虑建筑物预计年雷击次数、入户设施的预计年雷击次数与设施的可接受的年雷击次数，也要综合考虑电子信息设备在建筑物中的位置、重要性、设备的抗冲击过电压、耐冲击的`类型等多种因素。建筑物防雷等级在3类以下外部防雷设施可不考虑安装，但并不等于电子信息设备不需采取其他防雷措施，而是要根据与其有关的多种因素确定。
3.2 电涌保护器的参数选择应严格按需要确定
所有电涌保护器都采用同一参数。通流量和电压保护水平是电涌保护器多项技术参数中必须考虑的2项，在实际使用中应根据SPD所处的位置、保护对象、前后级间能量的配合来合理选择。根据多种因素在对其进行雷击风险评估后，确定其防雷等级，按设备要求和所需的级数，进一步确定各级通流量。电子信息设备一般需要2-3级过电压保护，根据配电系统中设备的绝缘耐冲击电压和SPD的所在位置，选择各级SPD的电压保护水平。
四、结束语
电涌保护器的设置、级数、参数选择等都要严格按规范要求，根据当地雷电活动情况、使用条件、设备的重要性、抗冲击过电压的能力等多种因素确定，既要考虑到设备的安全，也要考虑是否经济合理，该设置的必须设置，不该设置的不要设置，造成不必要的浪费。在工程初步设计出来后进行雷电风险评估，为设计提供科学合理的依据。目前虽然工作实施有一定难度，但事在人为，相信以后工作一定会开展起来，而且一定要开展起来。
参考文献：
[1]吴清，王勇，黄松，等.基于冲击动作特性及泄漏电流的避雷器在线监测系统[J].科技资讯，2014(28).
[2]张宪文，贾建武，陈杰.220kV繁永线防雷效果分析[J].科技展望，2014(11).
[3]高海军.输电线路综合防雷措施分析[J].科技展望，2014(11).
[4]于姗，陆远.66kV送电线路防雷措施探讨[J].黑龙江科学，2014(11).
[5]吴丹，程翔.EMTP-ATP在变电站设计中的应用[J].科技创业月刊，2014(12).
[6]赵晓鑫.对于电力输电线路防雷问题的探究[J].民营科技，2014(11).
[7]赵文辉.电力系统PT并列探讨及在实际工作中的应用[J].民营科技，2014(11).
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