研究10kV配网线路防雷技术存在的问题与处理措施论文_周伟良

(广东电网有限责任公司惠州龙门供电局 516800)

摘要:随着我国经济的不断发展,对于电力的需求也在不断的增加,而为了满足经济发展的需要,一方面要进行电力生产的提高,另一方面则要保证电力输送的稳定。配网线路是现阶段保证电力输送稳定的一个重要基础,但是在实际运用中,配网线路往往会因为雷击的原因产生运行中断或者是效率的降低,这给电力输送带来了巨大的不利,所以在配网线路的研究中,进行防雷技术的探讨现实意义显著。10kV配网线路是现阶段配网线路当中的重要利用内容,其作用的发挥对于整个电力系统的持续和稳定运行有着重要的意义,但是在现实利用中,其受到的雷电威胁严重影响了作用价值的发挥,所以为了实现10kV配网线路运行安全的提升,本文就其防雷技术存在的问题进行综合分析,并在分析的基础上探讨处理措施,目的是要在保证10kV配网线路安全的基础上进一步的提升其应用效率和价值。

关键词:10kV配网线路;防雷技术;存在问题;处理措施

电力系统在我国经济发展当中发挥着重要的作用,保证系统的稳定和持续运行既是电力企业需要重点解决的问题,同时也是国家经济发展需要必要措施。从目前的电力系统运行来看,配电网的作用发挥无可替代,但是配电网在实际运行过程中会受到自身因素和外来因素的双重影响,因此会出现运行效率和质量下降的问题,针对这一现状进行积极的措施探讨对于保证配电网的水平提升有着重要的帮助。从现阶段的研究来看,雷击是造成配电网运行效率下降的一个主要外在因素,积极的进行防雷措施的布置对于配电网防雷水平的提升和其运行效率的提高有着重要的意义,所以在针对雷电对配电网具体影响的基础上探讨防雷措施的全面性建设现实意义显著。

一、10kV配电线路防雷存在的问题

(一)感应雷过电压对10kV配电线路的影响

从目前的实际分析来看,配电线路受到的雷电过电压主要是由直击雷和感应雷两种形式产生的。而就目前的配电网分析来看,其存在的问题有三方面:第一是配电网线路的绝缘水平比较低。第二是配电网线路的网架结构比较复杂。第三是配电网线路的防雷保护果实不完善。因为这些问题的存在,所以雷电过电压对于配电网线路的影响巨大。从具体的实践分析来看,当配电网中的电气设备被雷电直接击中的时候,因为直击雷存在着过高的电压,而电气设备又不能很好的将这些电压进行接地,所以电压等承受在了电气设备上。这种往往能够达到百千伏的过电压会对设备造成巨大的损坏。就目前的实际统计来看,在当前环境下,直击雷造成的跳闸率高达100%。就目前记录的资料来看,配电线路遭受直击雷的概率比较小,但是其受感应雷的影响显著,就目前的统计来看,感应雷在配电线路当中的危害率达到了90%,所以在进行防雷措施的时候需要将感应雷的预防作为侧重点。

(二)绝缘水平对10kV配电网耐雷水平的影响

从目前的配电设施利用来看,大部分的配电设备外缘都经常在空气中暴露,所以设备的积尘、落灰现象十分的普遍。在一些大气污染比较严重的区域,绝缘子的积污现象十分的严重。从绝缘子积污的实际来看,其过程往往十分的缓慢。虽然缓慢,但是积污现象会出现放电机理现象不统一的看法。简单来讲,绝缘子表面的污秽不仅仅是一种间隙的击穿,而且是和热、电以及化学的一种热运动平衡过程。绝缘子表面的湿润面积在增大的过程中其导电性能会增大,这就使得绝缘子的泄漏电流有了进一步的增加。简单来讲就是绝缘子本身的性能会影响到10kV配电网的耐雷水平,而在绝缘子积污严重的情况下,其性能显著下跌,配电网的耐雷水平也会发生相应的下降。

(三)10kV配电线路架空绝缘导线雷击断线问题

在10kV配电线路当中,架空绝缘导线普遍的存在,而雷击会造成绝缘导线的断线问题,所以加强对其的分析意义显著。从目前的实践研究来看,在雷电击中配电线路或者是配电网附近的时候,电弧电流会产生瞬时性的加大,这种瞬时变化虽然不会造成导线的烧断,但是会在架空绝缘导线上形成击穿孔。当发生雷电过电压闪络情况的时候,三相或者两相电线之间也会产生闪络,这样就会出现金属性的断路。在实际分析中发现架空绝缘导线的绝缘层会阻碍电弧在导线上的滑移,而固定在绝缘层上的高温弧根会被灼烧,而裸导线发生这种情况的几率特别的小。简言之就是架空绝缘导线的断线故障要高于裸导线。

二、10kV配电线路防雷保护措施研究

(一)断线防护措施

从上文的分析来看,架空绝缘导线在遭遇到雷击的时候会发生断线的情况,而这种情况的出现会严重影响到线路运行的持续性和稳定性,所以强化线路的短线保护十分的重要。就目前的研究实践来看,要进行线路的断线保护,需要从三个方面进行措施的加强,只有这三个方面的工作做到完善,10kV配电线路的断线事故率才会得到明显的抑制。

1、提高部分线路的绝缘水平

从实验研究的结果分析来看,要对架空绝缘导线进行断线保护,首要的措施就是对其部分线路的绝缘水平进行提高。从实际利用的效果来看,在架空绝缘导线上进行部分线路绝缘措施的加强,会出现两方面的效果:首先是从实用效果来看,采用此种措施后,雷电的作用范围发生了明显的偏移。在发生放电反应的时候,放电击穿导线的区域发生在了绝缘皮后或者是加强绝缘效果的线路边缘处,此种运行方式的利用,有效的提高了线路冲击放电电压,而这种电压的提高,能够有效的对线路形成保护,从而降低断线的机率。其次就是从经济效果来看,利用提高部分线路绝缘水平的断线保护措施后,整体线路的造价水平发生了明显的下降。这就使得线路利用成本得到了控制。简言之,部分线路绝缘水平的提高不仅实现了其实用性价值,更发挥出了经济性目的。

2、安装避雷器

在配电线路当中进行避雷器的安装对于配电网络的防雷效果提升而言十分的重要,所以在进行架空绝缘导线保护的时候,在线路当中安装避雷器十分的必要。从实际利用的效果进行分析发现,避雷器在进行避雷的过程中会长时间的承受工频电压,除此以外,避雷器还需要对工频续流和间接性的雷电过电压进行承受。因为避雷器需要承受的因素比较多,所以其老化率比较高,同时也受到安装工艺的影响,这就导致了部分避雷器在实际避雷当中的效果降低,所以避雷失败的现象时有发生。为了提高配电线路当中避雷器的实际利用价值,在架空绝缘导线断电保护的时候,可以安装免维护的氧化锌避雷器。氧化锌避雷器的避雷效果十分的显著,但是要在配电线路上进行安装,需要考虑线路的维护问题。所以在具体安装的时候,一般都是选择性的安装。下图表示的是配电线路中避雷器的安装。

3、在绝缘子的两端进行放电间隙的并联

在架空绝缘导线的断线保护措施中,在绝缘子的两端进行放电间隙的并联也有着较为突出的效果。从实际实验的分析来看,要让雷电放电发生在保护之间,必须要让间隙的放电电压大于或者等于绝缘子的冲击放电电压,这样,间隙放电的电压才能够实现有效的调整,绝缘导线的击穿才能够得到避免。绝缘导线的击穿避免,其断线问题便可以得到彻底的解决,而实现这一效果的,正是在绝缘子的两端进行放电间隙的并联。

(二)使用并联间隙绝缘子

从目前的应用实践来看,当配电线路在经过较为复杂的地形或者是距离比较长的时候,容易受到雷击的破坏。在配电线路受到感应雷电过压的时候,线路会发生三方面的显著情况:第一是线路发生跳闸。第二是绝缘子的串闪络会发生烧毁,第三是架空导线出现断线。从近年来的研究成果来看,有一半以上的线路故障都是由雷电原因所导致的过电压引起的,所以对线路当中的过电压进行解决便成为了一项重要的研究课题。从配电线路的具体防雷来看,其难度要低于输电线路,所以仅是采用避雷器的安装和加强绝缘就可以达到目的,但是这样的方式采用又会产生局限,所以需要对避雷措施进行更加系统的探讨。下图是并联绝缘子的结构图。

通过对避雷问题的系统探讨,发现在10kV配电线路中使用并联间隙绝缘子效果明显。这种防雷措施的结构比较简单,在维护方面也比较方便,而且采用并联间隙绝缘子之后,即使雷电击中配电线路,间隙也可以和自动重合阀进行配合使用,从而将雷电及时的接地。简单来讲,此种措施的采用不仅不会影响到对用户的正常供电,而且能够维持线路的基本运行,从而避免绝缘子的闪络烧毁。

(三)对接地电阻进行降低

从配电线路的防雷实践研究来看,对接地电阻进行有效的降低可以更加及时的对雷电进行接地,这样,雷电的破坏力会进一步的得到控制,其对线路造成的损坏也会控制在一定的范围之内。从目前的实验分析来看,要进行接地电阻的有效降低,需要采取两方面的措施,这两方面的措施完善能够保证电阻降低的有效性,从而提升避雷的性能,以下就是对两种措施的具体分析。

1、水平接地体的使用

从目前的接地电阻降低实验分析来看,水平接地体的使用可以达到降低接地电阻的目的。在实际利用中,一般配网线路都会采用水平接地体进行接地电阻的降低,主要是因为此种降低电阻的方式采用十分的简单。但是在长期的实验研究中发现,此种降阻的方式要想达到理论上的降阻目标十分的困难,主要是因为两方面的原因:第一是水平接地体很容易发生腐蚀。从水平接地体的实际利用环境来看,因为水平接地体的外露性特征比较明显,所以其很容易受到水汽以及其他物质侵蚀,在这些物质的作用下,水平接地体的降阻性能会不断的下降,这样就会降低其价值,所以防雷的效果会弱化。第二是水平接地体的使用寿命比较短。在上文提到,水平接地体在实际利用中会受到腐蚀,而且一些其他的外力因素也会造成其破坏,所以水平接地体的使用寿命十分的有限。总而言之,易腐蚀和寿命短的特点影响了水平接地体的实际利用价值。

2、运用降阻剂

在接地电阻的阻值降低中,另一项有效的措施是进行降阻剂的运用。通过实验研究发现,在水平接地体的使用基础上,在防雷基地的四周进行防腐剂的运用,可以有效的降低塔杆电阻的阻值。在目前的降阻剂当中,具有突出效果的是高效膨润土降阻防腐剂。虽然此种防腐剂本身的降阻率不高,但是在加入水之后,此种防腐剂可以发生膨胀,而且膨胀的体积会达到原来的3至5倍。在接地体的周围进行此种防腐剂的利用,相当于扩大了接地体的截面,这就会使得周围土壤和接地体的电阻达到有效的降低,甚至清除。另外,此种防腐剂具有较强的保水性和吸水性,所以在时间不断推移的情况下,防腐剂在土壤中的扩散和渗透会更加的充分,这就进一步的降低了周围土壤和接地体的电阻,所以降阻的效果会更加的明显。从目前的运用实效来看,此种降阻剂在干燥地区的效果更加的显著。

结束语

配电线路在我国目前的电力系统当中发挥着重要的作用,积极的强化配电线路的建设对于我国电力系统的稳定有着重要的意义。就目前的实际分析来看,10kV配电线路在社会生活实际中有着重要的应用,但是其在具体应用中容易受到雷电的打击进而发生各种故障,所以积极分析雷电对其的影响并研究目前配电线路防雷措施中的问题,可以更好的为防雷措施的采取提供参考。简言之,实现了防雷效果的强化,配电线路的价值也会提升。

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论文作者:周伟良

论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期

论文发表时间:2017/7/19

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