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对电力系统雷电过电压与绝缘配合的分析

摘要：随着社会经济水平发展的不断提升，对电力供应质量要求也不断提高，电

力系统的供电可性面临极大的挑战。而电力系统故障中，雷害事故占到较大比

例。本文分析雷电过电压对电力系统造成的危害，进而探究电力系统中如何有效

预防雷电过电压与绝缘配合，并提出可行性措施，对于保障电力系统良好运行有

所帮助。

关键词：电力系统；雷电过电压；绝缘配合

对于电力系统来说，雷电灾害是无法避免的，因为雷雨天气中强烈的空气对

流会诱发雷电现象，起产生强大的电流、炙热的高温、强烈的电磁辐射及猛烈的

冲击波等物理效应作用在电力系统上，会造成严重的破坏，供电无法正常进行，

甚至出现严重的生命财产损失［1］。所以，为了避免此种不良现象的发生，一方面

要有效预防雷电过电压，另一方面要设置绝缘配合，以此来真正保证电力系统的

安全性，为使电力系统长期安全、稳定、高效的运行创造条件。

一、电力系统过电压与绝缘配合的概述

（一）过电压的概述

通常情况下，过电压是指超过额定的最高运行的电压，它包括人气过电压和

内部过电压，其中大气过电压还包括直击雷过电压和感应雷过电压；而内部过电

压则包括操作过电压和谐振过电压。本文所研究的电力系统雷电过电压包括静电

感应，也就是雷云之中电荷迅速消失，致使导线上的电荷失去一定的束缚力，形

成一个个自由的电子，以光的速度向导线两端急速涌去；电磁感应，也就是雷电

流动幅度和陡度较大，进而在周围形成特别大的电磁场，相应的存在其中的导体

会产生很大的电动势2［］。

二（）绝缘配合的概述

所谓绝缘配合，就是综合考虑电气设备在电力系统中可以承受的各种电压

（工作电压及过电压）、保护装置的特性和设备绝缘对各种电压的耐受特性，合

理地确定设备必要的绝缘水平、以使设备的造价、维修费用和设备绝缘故障引起

的事故达到在经济上和安全运行上的总体效益最高的目的。

绝缘配合的原则：在技术上处理好各种作用电压、限压措施及设备耐受能

力三者之间的相互配合关系；在经济上协调投资费用、维护费用及事故损失费

用的三者关系。

二、雷电过电压对电力系统造成的危害

通常将雷电引起的电力系统过电压称为大气过电压。大气过电压分为感应雷

过电压和直击雷过电压，雷电对电力系统的伤害包括直击、反击、侵入等集中类

型。人气过电压对电力系统是有害的，所以必须加以预防。感应雷过电压一般不

会超过500kV,对35kV及以下电压等级的绝缘是芍危险的，而对llOkV以上的设

备，绝缘最小冲击耐压水平通常以高于此值，一般不会产生危害。因此，电力系

统防雷的重点是直接雷防护。

容器以降低侵入波的陡度，使电机的匝间绝缘和中性点绝缘不受损坏。

2、输电线路的防雷保护

输电线路防雷是减少电力系统雷害事故及其引起电量损失的关键，做好输电

线路的防雷工作，不仅可以提高输电线路本身的供电可靠性，而且还可以使发电

厂、变电站安全运行，这是一举两得的事。

输电线路的防雷任务是采用技术上与经济上的合理措施，使系统雷害降低到

运行部门能够接受的程度，保证系统安全可靠运行。一般采取下列措施：

（1）防止雷直击导线。沿线架设避雷线，有时还装避雷针与其配合。在

某些情况下可以改用电缆线路，使输电线路免受直接雷击。

2（）防止雷击塔顶或避雷线后引起绝缘闪络，输电线路的闪络是指雷击塔

顶或避雷线时，使塔顶点位升高，这样原被认为是接地的杆塔现在却具有高电位,

因而有可能对导线放电，使过电压加到导线上，这种现象也成为反击或逆闪络。

雷击线路不致引起绝缘为络的最大雷电流幅值，称为线路耐类水平。线路的耐雷

水平越高，其绝缘发生为络的机会就越小。为此，降低杆塔的接地电阻，增大耦

合系数，适当加强线路绝缘，是提高线路耐雷水平，减少绝缘闪络的有效措施。

3（）防止雷击闪络后转发为稳定的工频电弧，当绝缘子