摘要:在自然环境中,雷电带来的影响相对较大,不仅会对用户的用电带来很严重的影响,还会导致漏电、停电现象,引起火灾等事故的发生,这对于整个配电系统来说都是很大的影响,所以在10kV配电架空线路建设的过程中,需要加强防雷措施,在保护国家公共财产的同时,也关注用户的用电安全。
关键词:10kV;配电架空线路;避雷措施
引言
随着我国经济的快速提升,人们对电力使用需求的可靠性和稳定性要求变得越来越高。10kV配电线路以及设备出现故障不仅会给人们的生活带来不便,同时也会给企业造成巨大的经济损失,进而降低电力公司供电服务的水平。近些年来因为雷电所导致的电力事故层出不穷,在整个电力事故原因中占据很大的比例,所以我们要对10kV配电线路设置中的防雷工作进行探讨,提出相应的防范保护策略。
1 10kV配电架空线路避雷现状
1.1配电线路的安装问题
配电线路的安装不规范以及没有配备配套的避雷设备是导致10kV配电线路在运行时出现雷击故障的主要原因。其中,配电线路在运行的过程中,自身都存在着一定的安全隐患,倘若不及时的采取防雷措施,就会加大外界环境条件对其的影响程度,增强其的运行危险性。有些地区在安装配电线路时,并没有按照统一的标准进行线路安装,且没有参考当地的气候条件和地理环境因素,这样就会导致配电线路在运行过程中易发生雷击故障,这样不仅会造成大量的经济损失,而且严重时还会造成人员伤亡。
1.2环境因素以及自身问题
配电线路一般都安装在室外的高空中,受外界环境的影响较大。且一旦出现雷雨天气,配电线路就会出现老化或者短路的现象。虽然我国加大了配电线路防雷措施的实施力度,并在雷电多发区采取了科学的防雷措施,但是配电线路的防雷效果尚不明显。而导致这一现象出现的主要原因就是恶劣天气的影响,即使运用高质量的防雷设施以及配电线路,也很难在恶劣的天气下发挥影响,进而就会导致配电线路出现故障问题。
1.3保护以及维修装置不全
要想提高配电线路的运行安全性和稳定性,不仅要采取必要的防雷保护措施,而且还应做好配电线路的维修工作,实现对配电线路的全方位保护。但是,就针对当前我国的配电线路而言,其后期的保护措施还不完善,维修装置并没有随着配电线路材料的更新而更新,这样就会缩短配电线路的使用寿命。此外,缺乏必要的维护装置,这样一旦配电线路发生故障问题,就无法对其采取及时的维修措施,就会导致配电线路在雷电发生时易出现电路故障事故。而缺乏对配电线路的后期维护管理,不仅会影响配电线路的使用寿命,而且还会加剧配电线路的维修成本,造成不必要的经济损失。
2 10kV配电架空线路避雷措施
2.1架空避雷线
一些电力网络尤其是10kV的电力线路架空配电线路多数处于较为空旷的位置,在雷电环境下很容易遭受雷。对于这部分架空线路的布设可以参考电线杆架设的方式,设置避雷线或是采用屏蔽保护的措施以降低线路中所产生的感应电压。在完成防护设备的架设之后,雷电仍会绕过架空避雷线路对整条线路造成破坏。所以为了减少雷电对架空线路的破坏,我们需要降低雷电对边架空线路的保护角。将其与线路之间的角度设定为<25°,除去终端杆之外,避雷线应当在每根架杆上进行一次接地连接,并确保线路电阻值<30Ω。避雷线应当设置为辐射形和是环形。但是这种方式在成本上投入过大,而且在遭受雷击之后很容易形成反击闪络,引发电线熔断问题。
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2.2安全巡视工作
对电力配电架空线路进行运行管理,最基本也是最重要的一个环节就是安全巡视工作,不仅是对线路进行日常检查、维修以及保养。对整个架空线路周边环境也需要进行巡查,这样才能全面消除潜在的安全隐患问题。在巡查周围情况时,要重点注意有无易燃物品,比如稻草、秸秆等等。同时要检查线路网的布置是否合理,并检查与电线相连接的各个零部件有无松动情况,及时进行加固。还需要对周围是否存在干扰电力传输的金属异物进行排查。此外,在巡视方式上,除了定期进行日常巡视外,当出现恶劣天气时,也要在第二天检查线路的运行状况,及时发现并消除安全隐患,确保电力正常的运行状态。
2.3做好线路保护间隙
一般情况下,过电压有两种情况,一种是大气过电压,另一种是操作过电压。在线路设备受到直击雷或感应雷的影响时,电压会剧烈升高,当电压达到了一定的水平时,空气间隙就会被击穿,绝缘击穿很容易导致配电线路发生故障。操作过电压实际上就是一些电感元件与电容元件之间产生的。在电力系统中,会有相对较多的电抗器以及发电机和变压器等感性元件,当这些电力元件在投切时,电力系统状态会发生一定的变化,在这个过程中,就会产生相对大的操作过电压,超过了供电电压的额定值。保护间隙的形式主要是圆形以及柱形两种形式,两个环状的结构之间保持一定的距离,才能达到平衡绝缘应有的效果。
2.4线路避雷器
该设备的运行原理主要是结合绝缘设备一起相互作用来改变结缘闪络的出现的路径,利用相应设备防止出现跳闸的问题。雷电在电网中流通之后,避雷器会快速地熄灭雷电所产生的电弧,并切断相应的工频续流。所以利用避雷器设备有效改善由于雷击而导致的跳闸问题。氧化锌避雷器是目前在电力网络设备用于防雷装置中的一种防雷设备,这种避雷器主要分为空气间隙和无间隙两类。有空气间隙的设备能够解决因瞬间雷击而成生的跳闸、断线的问题;而无间隙的避雷器只能控制因雷电所产生的较大电压和被截断的工频续流,同时能够再出现闪络之后吸收雷电所释放的电力能量。
在使用氧化锌避雷器时避雷设备与被保护的电气设备之间必须要符合以下几个条件:首先,氧化锌避雷设备在泄流之后的产生的残余电压要低于被保护设备所能够承受的最大的电压值。二者之间的伏安特性应当能够相互契合;其次,要注意设备所产生的放电电压要低于被保护对象所具有的电压值,也就是说二者之间的伏秒性要相互契合。
线路避雷器能够有效地提高电力线路对于雷击的耐受能力,降低因雷击而产生的跳闸概率,使电力线路能够稳定运行。然而这种设备也存在一定的局限性:首先,动作电压以及残留电压等参数在设备生产过程中就已经预设,无法在后期进行调节,无法依据实际情况进行差异性保护;其次,避雷器设备主要是通过流容量来吸收电流,由于其具有局限性导致避雷器遭受雷电流量过大时,无法承受雷电流所产生的能量而引发爆炸;再次,避雷器设备很容易在使用过程中出现老化,损坏的问题,尤其是处于长期电压负荷的作用下,避雷器的阀片很容易出现腐蚀、老化的问题,进而引发电力网络出现故障;最后,避雷器投入成本较高,无法实现大规模的应用,而且使用一个阶段之后就必须要对避雷器进行更换或是调试,增加了设备的投入量和人员工作量。
结束语
综上所述,10kV配电线路的运行水平会影响社会的正常发展,所以对其防雷电能力进行提升能够有效地确保电力网络的稳定运行。同时在设置过程中需要依照实际情况制定科学的解决策略,从而提高10kV配电线路的稳定性。
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论文作者:张昊天,董元球
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/11/29
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