配电线路雷害事故分析及防雷方案研究论文_惠少英

配电线路雷害事故分析及防雷方案研究论文_惠少英

(中国新时代国际工程公司 陕西西安 710018)

摘要:电网建设近几年得到了快速发展,随之也带来了许多安全问题。经过调查可以发现,配电线路经常会遇到雷害,这将会对人们的生活和输电工作造成不良影响。因此,为了降低雷害对配电线路的破坏,需要不断完善防雷措施。

关键词:配电线路;防雷方案;雷害事故

配电线路在正常运行过程中,容易受到周围环境的影响,从而遭受雷击。配电线路在运行过程中一旦遭受雷击,不仅会对人们的生活产生影响,而且对配电网运行的稳定性造成威胁。现代人们对供电的可靠性提出了更高的要求,因此在配电网建设过程中,必须做好相应的防雷工作。

1 雷击事故分析

2014年,3月4号,5点28分,某开关站遭遇了强烈的雷击活动影响,一电杆开关处遭受雷击发生断线,重合闸跳闸,受网架结构原因影响,负荷无法转移,导致附近用户停电近50min,对配电网线路运行的稳定性和安全性造成了极大影响,对现场资料进行分析,认定该次事故是因为感应雷过电压引起的。

大量研究结果表明,雷击点在65m以内,通常都会直接击在线路或杆塔上,如果在杆塔范围内,存在较高建筑物时,可以起到一定的屏蔽作用,可降低杆塔遭雷击的几率。配电线路发生雷击故障时,约20%是由于直击雷引起的,导致该情况发生的主要原因是配电线路位于郊区,或者在配电线路附近没有较高建筑,无法实现屏蔽效果,其中超过50%的直击雷产生电流会超过20000A;约80%的雷击故障是因为感应雷引起的,因为感应雷而引起的故障,超过95%的感应雷的电流小于1000A,由此可见,配电线路的防雷重点工作为感应雷。

感应雷过电压是雷击在击中线路附近的大地时,在导线上存在的电磁感应将会产生电压。感应雷过电压有电磁分量和静电分量两者共同构成。静电分量是由于先导通通道中雷电荷产生的静电场突然消失,从而形成的感应电压,该电压能够达到一个很高的值[1]。电磁分量则是因为先导通通道中雷击形成的电流,而产生的磁场的发生变化从而引起的感应电压,放电通道与导线之间是垂直关系,也就是形成电磁感应并不大,由此可见,与静电分量相比,电磁分量要小的多。因此,静电分量在过电压幅值的构成上起关键作用。

2配电线路出现雷害事故的主要原因

2.1绝缘子质量存在问题

绝缘子是一种相对比较特殊的绝缘空间,其在配电线路中发挥着重要作用。如果在配线线路中绝缘子的质量出现问题,配电线路的电负荷或周围环境发生改变,绝缘子线路将会受到较大影响,在遭遇到雷击后,配电线路将会发生相间短路或接地现象,整个供电线路都会处于故障状态,情况严重时,会导致系统处于瘫痪,无法实现供电。

2.2绝缘不当

依据调查结果可知,超过90%的变电所、发电厂在遭遇到雷害事故时,都是因为线路入侵的雷电波引起的,因此在具体操作过程中,为了降低线路雷击跳闸率,通常会提高绝缘水平[2]。但是,在提高线路的绝缘水平后,线路上因为雷击而形成的过电压无法及时释放,这势必将会导致变电所、发电厂的雷电过电压过高,如果变电所、发电厂防雷措施存在漏洞,将会因为雷击,导致变电所、发电厂内的开关、主变压器、刀闸等发生损坏。

2.3避雷器性能失效

配电线路防雷过程中一项关键措施就是避雷器,利用避雷器,可以实现对电气设备的合理保护,确保电气设备不会受到过压的危害,同时在对其进行应用过程中,也可以限制续流复制,完成对配电线路的保护。但是,从具体情况来看,一些配电线路仍然沿用传统避雷器,这些配电线路在遭受到雷击时,配电线路将会发生损坏,供电系统将会出现故障。

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3 提升配电线路防雷害的有效措施

3.1选用合理的绝缘子

要想提高线路的绝缘性,就必须对绝缘子的质量和型号进行详细分析。绝缘子质量不仅会对线路的绝缘性造成直接影响,而且也会对线路在遭受雷击后的受损情况产生影响,因此需要确保配线的电负荷和其周围的环境不会对绝缘子的性能造成影响,从而使绝缘子的价值能够得到充分发挥[3]。现代配电线路中应用的绝缘子的型号种类有很多,比较常见的类型有:针式绝缘子、复合悬式棒形绝缘子等,在配电线路选择绝缘子时,要依据雷击过压的具体情况进行针对性选择,从而确保绝缘效果能够达到理想状态。例如,在配电线路进行分析过程中,发现雷击电压超过了50%时,配线线路中的绝缘子出现了闪络现象,此时应用复合绝缘子要比针式绝缘子有较大提升,在该情况下,应当在配电线路中应用复合绝缘子,提升配电线路的绝缘水平。

3.2过压保护间隙的安装

在配电线路中应用可调过压保护间隙,对进入变电所配电线路的前10级杆塔进行进行短保护,针对线路中的6-10级杆塔,配电线路中的绝缘子的雷电冲击动作值与可调式保护间隙的保护两者相互配合,从而使绝缘子雷击冲击动作值比间隙雷击动作值高出约5%,此时在遇到雷击时,保护绝缘子不会被打坏,从第5级开始,应当逐渐调低保护间隙雷电冲击动作值,直到变电所的终端杆处,变电所主设备的耐雷水平与保护间隙的雷电冲击动作值两者相互配合,从而实现对变电所在任何运行方式下的合理保护。

3.3合理应用线路避雷器

将避雷器安装在配电线路上是现在世界各国常用的一种避雷措施,该方法在具体应用中也取得了不错成绩。将避雷器安装在线路上,当杆塔遭受到雷击时,雷电流将会形成分流,部分雷电流将会直接通过杆塔,然后流入到大地中,在雷电的大小超过一定值时,避雷器将会加入分流,此时大部分雷电流将会通过避雷器,然后流入到导线中,最终传播到相邻的杆塔上[4]。如果配电线路遇到了感应雷过电压,产生的雷电流将会沿着配电线路向两侧传递,雷电流的大小超过一定值后,避雷器将会加入分流,此时通过避雷器,会使大部分的雷电流入到大地中。将绝缘子和线路避雷器两者并联在配电线路中,可以发挥出一定的钳位作用,避雷器中的残压低于绝缘子串50%放电电压,此时雷击电流即使增大,避雷器中的残压也只会略有增加,绝缘子也不会发生闪络现象。这也是配电线路中应用避雷器进行防雷的关键特点。在配电线路中出现雷电流后,流过避雷器的工频续流仅为微安级,工频持续流在流过产避雷器,第一次过零时熄灭,此时线路断路器并不会发生跳闸,系统可以恢复到正常状态。

此外,针对电容电流超过10A的电网中,应当安装自动跟踪补偿消弧装置,能够降低配电线路的建弧率,提升配电线路运行的可靠性。雷击过压的幅值高,但是其作用的时间相对来说较短,配电线路中的绝缘子遭受到的热破坏是电网中的电容电流引起的。在配电线路中,安装自动跟踪消弧补偿装置,可以为雷电流过后的可靠熄弧提供条件,从而确保配电线路的安全性。

结束语:

配电线路在具体运行过程中可能会遭受到雷击,一旦遭受到雷击,将会对配电线路的运行造成影响。因此。为了提高配电线路运行的稳定性,需要采取合理的防雷措施,对配电线路进行保护。但是,配电线路运行的情况来看,影响配电线路雷击原因有很多种,情况比较复杂,在实际工作中,要结合配电线路所在区域的具体情况,采取合理的预防雷击的措施,提高配电线路的安全运行水平。

参考文献:

[1]黄慧松. 10kV配电线路绝缘导线路防雷措施探究[J]. 科技风,2014,15:91.

[2]梁亮明. 10kV配电线路防雷技术分析及解决方案[J]. 电子世界,2014,16:55-56.

[3]章叔昌,吕雪松,廖宇仲,钟群. 环境对配电线路雷害的影响[J]. 江西电力,2012,03:4-5.

[4]戈秀军. 10kV架空配电线路防雷措施配置方案分析[J]. 化工管理,2016,11:282.

论文作者:惠少英

论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期

论文发表时间:2017/6/13

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