1.概述
　　
　　在很廣闊的地區(qū)范圍內(nèi)，建設(shè)了既復(fù)雜又龐大的很多電力設(shè)備構(gòu)成的高低電壓配電網(wǎng)絡(luò)。淺談發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀應(yīng)該如何進(jìn)行防雷措施，配電網(wǎng)絡(luò)中有配電設(shè)備，又有用電設(shè)備，它們是影響電力能量的質(zhì)量和重要設(shè)備。圖1為東京電力公司設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的簡(jiǎn)圖。
　　
　　至今，對(duì)線路'>配電線路的防雷措施主要放在：（1）雷電過電壓在某條高壓線路'>配電線路上發(fā)生的雷擊事故的影響范圍有多廣以及其可能性的概率；（2）確定其防雷保護(hù)的程度；（3）制定在實(shí)際的線路'>配電線路上能使用的各種防雷措施。例如：在單相100/200v或者三相200v等的低壓線路'>配電線路上，要考慮雷電過電壓對(duì)低壓配電設(shè)備的燒壞現(xiàn)象，以及對(duì)漏電形狀產(chǎn)生的誤動(dòng)作等雷害事故。
　　
　　雷電過電壓產(chǎn)生的火花放電不是燒壞低壓配電設(shè)備的原因，該火花放電導(dǎo)致配電設(shè)備的端子間短路，在商用工頻電壓下，在端子之間流過短路電流（電弧放電），這時(shí)的大量電能是燒壞低壓配電設(shè)備的主要原因。低壓配電設(shè)備的電弧我與高壓電力系統(tǒng)的電弧特性是不一樣的，在端子之間有火花放電之后不一定發(fā)生續(xù)電流電弧，這是低壓配電系統(tǒng)特有的性能。
　　
　　2.低壓線路'>配電線路發(fā)生雷電過電壓的頻率
　　
　　在非常廣地區(qū)的低壓配電網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生雷電過電壓受到該地區(qū)的地形、氣象條件雷雨日數(shù)、雷云的移動(dòng)路徑、雷擊電流峰值的頒高低壓線路'>配電線路的架設(shè)密度、和對(duì)地雷擊密度等的影響。在這些因素中，對(duì)在低壓線路'>配電線路上發(fā)生雷電過電壓峰值的頻率頒發(fā)問的清楚統(tǒng)計(jì)是重要的。
　　
　　為了獲取研究低壓配電線的防雷措施的基礎(chǔ)資料，淺談發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀應(yīng)該如何進(jìn)行防雷措施，在1981～1987年間的7～10月的雷電多發(fā)期，對(duì)櫪木縣等地區(qū)的低壓線路'>配電線路上裝了110多臺(tái)電涌計(jì)數(shù)器進(jìn)行460多次雷電過電壓的觀測(cè)，取得了統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等詳細(xì)資料。
　　
　　根據(jù)這項(xiàng)研究的觀測(cè)結(jié)果，計(jì)算出低壓線路'>配電線路上發(fā)生的概率值。在研究耐雷設(shè)計(jì)中，要有圖2a所示的*基本的雷電過電壓的頻率分布曲線（上邊的線）。在這項(xiàng)觀測(cè)中，從2kv以上的雷電過電壓中，擔(dān)心在低壓配電設(shè)備的端子板或者設(shè)備內(nèi)部會(huì)發(fā)生火花放電的雷電過電壓假定為10kv限值，在超過10kv以上所觀測(cè)到的累計(jì)頻率為10％左右，而在5kv以下所觀測(cè)到的累計(jì)頻率為70％左右。
　　
　　還有另一個(gè)觀測(cè)結(jié)果，在一個(gè)非常狹窄的面積范圍內(nèi)，在同樣的低壓線路'>配電線路上裝了電涌計(jì)數(shù)器進(jìn)行了187次累計(jì)觀測(cè)。將這兩次觀測(cè)結(jié)果的雷電過電壓累積頻率頒進(jìn)行比較，它們各自的頻率分布雙對(duì)數(shù)曲線都近似于一條直線。但是圖2a中的兩條直線不是完全一致的。這是因?yàn)樵陔娪坑?jì)數(shù)器上設(shè)定的雷電過電壓的下限值有區(qū)別，例如，在這次觀測(cè)中，雷電過電壓的設(shè)定下限值為2kv，而在有的文獻(xiàn)中定為1.2kv。
　　這次觀測(cè)結(jié)果用任何次的回歸式表示
　　
　　式中pvp－－－某個(gè)雷電過電壓限值vp以上的頻率,％;
　　vp－－－雷電過電壓電平,kv
　　k,n－－－常數(shù)值。
　　這些觀測(cè)結(jié)果都設(shè)定一個(gè)統(tǒng)一的下限值時(shí)，雷電過電壓分布經(jīng)常是一致的。
　　例如：將1kv定為雷電過電壓的基準(zhǔn)下限值（即1kv以上的雷電過電壓的累積頻率定為100％），淺談發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀應(yīng)該如何進(jìn)行防雷措施，如圖2b所示，將兩項(xiàng)完全不同的觀測(cè)結(jié)果用一個(gè)回歸式表示。這時(shí)式（1）的常數(shù)，k=100，n=1.4。
　　3.低壓線路'>配電線路上發(fā)生的雷電過電壓的情況
　　
　　從線路'>配電線路上一直彩的防雷措施進(jìn)行的研究來看，已考慮到在低壓線路'>配電線路上發(fā)生雷電過電壓的因素有：1直擊雷（直接雷擊到低壓線路'>配電線路上）；2感應(yīng)雷（雷擊到低壓線路'>配電線路附近的地區(qū)時(shí)，對(duì)線路'>配電線路感應(yīng)生成的感應(yīng)雷）；3高壓側(cè)的雷電過電壓是侵入低壓側(cè)的雷電過電壓的原因，由于避雷器動(dòng)作使大地（接地）電位上升，從柱上變壓器的高壓側(cè)過渡到低壓側(cè)的雷電過電壓。
　　
　　實(shí)際上，除了在低壓線路'>配電線路上發(fā)生雷電過電壓之外，還有雷擊電流直接侵入線路'>配電線路附近的建筑物上設(shè)置的避雷針，使得大地電位上升影響到配電設(shè)備的接地系統(tǒng)的場(chǎng)合應(yīng)考慮這些是產(chǎn)生雷電過電壓的合成原因。
　　
　　3.1從高壓側(cè)過渡到低壓側(cè)的雷電過電壓
　　
　　壓線路'>配電線路上發(fā)生雷電過電壓各種情況進(jìn)行一般的研究，將高壓線路'>配電線路上的雷電過電壓侵入低壓線路'>配電線路上發(fā)生雷電過電壓所產(chǎn)生的各種情況，進(jìn)行一些試驗(yàn)性的研究。這些研究中，應(yīng)在實(shí)際規(guī)模的高壓線路'>配電線路上施加了雷電脈沖電壓。
　　由于配電用避雷器的放電使大地電位上升，通過柱上變壓器的過渡電壓，使低壓線路'>配電線路上發(fā)生雷電過電壓。
　　
　　示，由于雷電過電壓侵入到低壓線路'>配電線路，在有低壓線路'>配電線路的中性線的架空共用地線的接地點(diǎn)（中間接地），照明線路或電力線路（電壓相）與架空共用地線（接地相）之間的線間電壓是大的。
　　
　　3.2感應(yīng)雷過電壓
　　
　　作為對(duì)象，對(duì)有關(guān)低壓線路'>配電線路上發(fā)生雷電過電壓的情況的試驗(yàn)進(jìn)行研究。淺談發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀應(yīng)該如何進(jìn)行防雷措施，為了模擬在近處有雷擊時(shí)的線路'>配電線路和雷電通道（見圖4），架設(shè)一條按現(xiàn)行配電線的1/4比例大小的模型線路，還從氣球上吊下電線。這根電線有脈沖電流渡過，這時(shí)，測(cè)定在線路'>配電線路的導(dǎo)體上感應(yīng)的電壓波形。
　　
　　感應(yīng)的電壓波形，就有下列兩種情況：
　　
　?。?）抑制低壓配電線的架空地線和共用架空地線的雷電過電壓效果，在接地電阻值是小的顯著的。
　?。?）由于高壓線路'>配電線路的避雷器出現(xiàn)適中動(dòng)作，高壓配電線處于接地狀態(tài)，也同時(shí)有抑制低壓電線的架空地線的雷電過電壓的效果。
　　
　　4.低壓配電設(shè)備用材料的耐雷特性
　　了雷電過電壓燒壞低壓配電設(shè)備的情況。作為雷電過電壓燒壞對(duì)象的低壓配電設(shè)備，連接到低壓配電系統(tǒng)的電源端子之間的距離為5－10mm的空氣間隙，是沒有用耐雷元件保護(hù)的設(shè)備。
　　（1）雷電過電壓會(huì)擊穿端子之間的空氣間隙（產(chǎn)生火花放電）?；鸹ǚ烹姇r(shí)有大電流流過端子之間空氣層，流過的時(shí)間非常短，約1μs～1ms左右，因?yàn)槠潆娔芰亢苄?，這時(shí)設(shè)備端子上的火花放電處只有非常小的放電痕跡，不至于燒壞端子（圖51）。
　?。?）上述第（1）點(diǎn)的火花放電路徑因?yàn)榕c低壓配電系統(tǒng)的線間電壓（100v或200v）有關(guān)，這時(shí)滿足以后敘述的條件的場(chǎng)合會(huì)繼續(xù)過渡為電弧放電。這個(gè)放電是工頻電壓下的適中電流（圖52）。
　?。?）在上述第（2）點(diǎn)時(shí)為線間短路狀態(tài)。如有大電流（2000～3000a）流過時(shí)會(huì)燒壞低壓配電設(shè)備。通常在數(shù)周波～10周波左右之后，熔斷器等保護(hù)裝置會(huì)動(dòng)作，斷開短路電流（圖53）。
　　但是，在燒壞配電設(shè)備或者熔斷器熔斷之前的電弧放電，很多場(chǎng)合會(huì)自然消弧，這時(shí)，可能認(rèn)為配電設(shè)備不會(huì)受到雷擊損害。
　　4.1低壓配電設(shè)備用材料的v－t特性
　　從續(xù)流電弧的觸發(fā)到達(dá)火花放電的性能，通過試驗(yàn)來調(diào)查低壓線路'>配電線路上用的各種設(shè)備材料的v－t特性（見圖6）。再斷時(shí)間為1～3μs左右的再斷電壓峰值為一密切協(xié)作一的范圍內(nèi)，低壓干線和dv進(jìn)線大約為50kv，變壓器二次測(cè)大約為30kv，低壓配電設(shè)備上約為10kv。從這些結(jié)果值來看，電度表、低壓進(jìn)線箱等低壓配電設(shè)備很容易是受到雷電過電壓損壞的設(shè)備。
　　4.2其所長(zhǎng)低壓配電設(shè)備的電弧特性
　　示，在模擬低壓配電設(shè)備的電源端子的電極之間要施加工頻電壓，淺談發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀應(yīng)該如何進(jìn)行防雷措施，用設(shè)定可能的雷電脈沖電壓重疊在任意的接通相位上的方法，對(duì)再現(xiàn)電弧我的試驗(yàn)進(jìn)行調(diào)查，見圖8試驗(yàn)線路圖。
　　從這個(gè)試驗(yàn)得出的電弧電壓波形來計(jì)算電弧電流波形
　　(2)
　　式中vs－－電源電壓(vrms),v;
　　r－－回路的電阻，ω；
　　l－－回路的電感，h；
　　q－－雷電過電壓侵入時(shí)的電源電壓的相位，rad;
　　φ:φ=tan－1(ωl/r),rad。
　　圖9示出了在單相供電系統(tǒng)中，侵入到模擬電極的雷電脈沖接通相位與電弧電流峰值的關(guān)系圖。雷電過電壓的接通相位對(duì)供電電源電壓影響是大的。
　　圖10為三相3線式供電系統(tǒng)，在三個(gè)線間電壓之中至少有一個(gè)線間電壓常常在其低壓配電設(shè)備固有的*低電弧電壓以上的場(chǎng)合，在任何相位時(shí)，雷電過電壓的侵入會(huì)發(fā)生電弧續(xù)流的情況。
　　例如：*低電弧電壓v電弧為100v時(shí)，這時(shí)發(fā)生電弧焊接的概率為100％?？墒?，圖11為單相供電的場(chǎng)合，供電電源電壓超出有v電弧的相位因?yàn)橹幌抻谛本€部分，發(fā)生電弧的概率是相當(dāng)小的。
　　但是，供電方式以外的條件在同樣場(chǎng)合時(shí)，三相3線式與單相2（或3）線式相比較，繼續(xù)發(fā)生電弧電流的可能性是高的。從（2）來看，電弧電流的大小相當(dāng)于2倍電源電壓時(shí)的電流，這時(shí)，被雷擊損壞的程度是大的。
　　5.低壓線路'>配電線路的防雷措施的現(xiàn)狀
　　線路'>配電線路的防雷措施，到目前為止，還沒有進(jìn)行一般性的研究。
　　但是，在有關(guān)的線路'>配電線路的耐雷設(shè)計(jì)指南，因?yàn)樵谥献儔浩靼惭b地點(diǎn)，低壓線路'>配電線路的中性線進(jìn)行了b種接地，由于有了這個(gè)合適的接地，就能防止危險(xiǎn)的雷電過電壓。
　　作為低壓線路'>配電線路的防雷措施，低壓配電設(shè)備要有高的絕緣強(qiáng)度，在個(gè)別配電設(shè)備年安裝耐雷元件，除此之外，進(jìn)行多重接地系統(tǒng)也能抑制雷電過電壓。
　　如線路'>配電線路的架空地線的接地線，避雷器接地線柱上變壓器的b種接地線的單獨(dú)連接或者共用連接在一起的場(chǎng)合由于直擊雷或者感應(yīng)雷而產(chǎn)生的架空地線接地電流和避雷器放電電流使接地電位上升，因?yàn)槔纂娺^電壓會(huì)侵入那樣的低壓線路'>配電線路，必須要有抑制雷電過電壓的防雷措施。
　　
　　一種有效的方法可適用的措施見圖12。利用架空共用地線在低壓線路'>配電線路進(jìn)行1處以上的中間接地，構(gòu)成了多重接地系統(tǒng)。為此，可以降低侵入低壓線路'>配電線路的雷電過電壓，而抑制在線路'>配電線路附近落雷時(shí)，在線路'>配電線路上感應(yīng)生成的感應(yīng)雷，有很大的用處。
　　
　　架空共用地線的感應(yīng)雷的效果，架空地線同樣也能抑制由于相互的電磁感應(yīng)在線路'>配電線路上發(fā)生的感應(yīng)雷電過電壓，就能說明架空共用地線可抑制低壓線路'>配電線路的感應(yīng)雷電過電壓。
　　當(dāng)設(shè)計(jì)多重接地系統(tǒng)時(shí)，接地間隔、單獨(dú)接地阻抗和合成接地阻抗等應(yīng)該有所規(guī)定。淺談發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交流阻抗測(cè)試儀應(yīng)該如何進(jìn)行防雷措施，如果考慮了這些規(guī)定值而設(shè)計(jì)好的接地系統(tǒng)，高壓線路'>配電線路的耐雷效果是更高的，同時(shí)抑制在低壓線路'>配電線路上發(fā)生的雷電過電壓也是有貢獻(xiàn)的。
　　
　　據(jù)上述方法已抑制的雷電過電壓是在架空共用地線（接地用）與照明線路和電線路（電壓相）之間發(fā)生的雷電過電壓的對(duì)地電壓成分關(guān)于線間電壓成分是不成問題的。
　　
　　為用連接到這根接地相和各個(gè)電壓相的進(jìn)入線供電，不僅有雷電過電壓的對(duì)地電壓成分，而且其線間電壓成分可能威脅低壓配電系統(tǒng)和室內(nèi)配線等點(diǎn)處還有必須抑制線間電位差的雷電過電壓。
　　
　　壓線路'>配電線路的防雷措施時(shí)，有必要充分考慮到目前為止已知道的發(fā)生雷擊損害的機(jī)理。圖13示出了抑制低壓線路'>配電線路的雷電過電壓和限制續(xù)流電弧等，以及低壓線路'>配電線路的主要防雷措施。
　　
　　配電設(shè)備的損壞進(jìn)行完全防護(hù)是一項(xiàng)非常困難的技術(shù)。但是，配電設(shè)備的供電可靠性，防雷措施要求的配電設(shè)備的性能增強(qiáng)，以及診斷設(shè)備才華的技術(shù)進(jìn)步等方面均有提高。要繼續(xù)面向今后的電氣化生活和高度信息化的越來越多的發(fā)展，低壓線路'>配電線路不用說在有關(guān)配電網(wǎng)絡(luò)的整體可行性而且費(fèi)用很低的耐雷設(shè)計(jì)和防雷措施等方面，有必要進(jìn)行綜合性的研究。