电力系统配网设备防雷措施的探讨论文_祖守美

电力系统配网设备防雷措施的探讨论文_祖守美

云南电网有限责任公司红河泸西供电局

摘要:随着我国经济的快速发展和科技的不断进步。国民对高科技的电子设备的要求也越来越高。变电站收益支撑国家经济快速发展的重要部分。同时也影响着人们的生活。变电站的电力系统配网设备也越来越齐全,随着设备的齐全,各方面的危险因素也随之增多,本文就电力系统配网设备防雷措施、预防等作出简单的探讨,以便从各方面保证电力系统配网设备的安全。

关键词:电力系统;经济发展、配网设备;雷措施;科技进步

对于在电力系统中的配网设备,如果遇到雷击现象,则会给整个电力设备带来极大的损害,雷击不仅会损害配电变压器,也会损害架空线和电缆等配网设备。因此,配网设备的防雷工作则显得尤为重要,其目的就是使线路的雷害跳闸次数减到最小,将雷击给配电线路设备带来的损害降到最小。本文首先对网设备的机理做出阐述,再结合当下的实际发展,对各种防雷措施做出阐述。

1、雷击损害配网设备的机理

1.1雷电的分类

1.1.1直击雷

直击雷,顾名思义,为直接击穿的现象,当雷电的击穿强度能够空气的击穿强度时,雷电就会对地面的突出物产生饭店的情况,因此,将此种雷电称之为直击雷。

1.1.2感应雷

众所周知,电场和磁场之间在达到一定的条件时就会互相影响。电磁感应雷就是这样产生的,当发生雷击现象时,雷电能够在短时间内在其周围产生迅速变化的磁场,遇到金属等导电物体时可以感应出较高的雷电压。当电压达到一定的程度,就会对配网设备产生破坏。此外静电感应在生活中也较为常见。当一种导电物体和另外一种带异性电荷的物体相互接近时就会产生静电感应。当然,雷电也是如此,当雷电接近地面时,若遇到地面突出的导电体时,地面的突出物就会被感应出大量的异性电荷,当这种异性电荷在地面突出物聚集到一定程度时,就回失去束缚,形成雷电,这种雷电将以雷电波的形式高速传播。对配网设备产生破坏。

1.1.3雷电入侵波

雷电入侵波主要是对于架空的导线而言,当雷电击中架空的导线时,会沿着线路迅速移动,在迅速移动的过程中,能够产生伤害能力较强的冲击电压,此电压能够形成雷电波对电网系统进行入侵,破坏配网设备。

经过上述对雷击损害配网设备的机理的阐述,可以得知,直击雷、感应雷、雷电入侵波对配网设备的损害都是巨大的,其中感应雷和雷电入侵波能够产生较大的电压,可达到几十万伏,通过正逆变换。其能够轻易将变压器的保护绝缘装置击穿,引起爆炸和火灾。当然,在击穿之前,其还要产生正逆变换过电压。正变换过电压就是低压雷电入侵波在高压侧产生感应过电压,其过程是,当雷电波侵入到低压线路时,就会在配电变压器的低压绕组产生冲击电流。当然由于此时变压器的匝数比会有所不同,在不同的变压器上产生的效果会有所不同,产生的电动势就会有所不同,此时,高压侧中性点电位将会被提高,相应的梯度电压增加。此种为正变换。逆变换过电压相对比较复杂,在此不再进行阐述。

1.2雷击损害绝缘导线的机理

强大的直击雷或感应雷对导线施加电压作用时,绝缘导线外的绝缘层绝缘子将同时被击穿,同时发生的还有闪络,经过对击穿的绝缘电线检查发现,当电线被击穿,绝缘层被损害时,电线的绝缘层就会出现一针孔状,此时,在孔处会出现燃烧的现象,此现象是由于连续的工频电流电弧在此时会被没有出现针孔的绝缘层阻碍而不能进行正常移动,因此,弧根也只能处于固定状态,此时针孔处由于温度过高而燃烧,经过短时间的燃烧,导线就会被整齐烧断。此时整个线路就会断电,悬于空中的导线会产生电火花,给周围的易燃物造成伤害,使危险程度进一步提升。

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2、配网设备防雷措施

2.1 变压器防护

对于工厂企业和单位而言,要对配电系统进行保护,常用做法是将变压器放置在配电室内,首先对其进行绝缘的保护,其次,对于放置变压器的建筑,建议在房顶装置避雷针,其能有效的对配电装置进行保护。效防止直击雷损害。

2.2装设避雷器

避雷器对配网系统能够起到有效的防护作用,正常情况下,需要单接地网,在配电装置的变压器的高压、低压两侧均设置避雷。避雷器在进行安装时,避雷器的接地线、变压器的金属外壳、还有其低压侧的中性点三点合一,需要将此三点连接在一起接地。此种要求也是根据《交流电气装置的过电压和绝缘配合》来要求。

2.3使用新型防雷变压器

经过科技的不断完善和发展,新型变压器也得到完善和使用,在新型的变压器(接线变压器)中,低压侧加装有平衡绕组,这种新型的变压器能够有效地起到房内的作用,其工作原理是合理的改变了绕组接线方式,使接地电阻的电压降至同一铁芯,这样就会形成相反并互相抵的磁势,这样一来,雷击就不能对其产生作用,也不会对其产生伤害。

2.4 疏导型防雷措施

所谓疏导型防雷措施主要是指在架空线路存在一定雷击闪络风险的基础上,有效疏导雷击闪络后所形成的工频续流电弧,促使电弧能够得到稳定,有效避免绝缘子和导线遭受电弧灼烧。首先,可以对防雷金具使用这种措施。穿刺型防弧金具主要由两个部分组成,分别是高压穿刺电极和低压穿刺电极,在穿刺齿穿透导线绝缘层上设置高压穿刺电极,能够对接触芯线挤压,从而让高电位逐渐出现,并通过和低压电极结合,逐渐让雷电冲击放电间隙和工频电弧燃弧间隙形成,促使弧根能够在高压穿刺电极导弧棒上得以固定,并实现燃烧,促使其不能够烧损雷电冲击放电间隙,最终让雷电冲击放电电压的稳定性得到有效保障。

其次,对防雷绝缘子的使用。高压电极、低压电极以及支柱绝缘子是组成剥线型放电箝位绝缘子的主要构成部分。高压电极和支柱绝缘子钢脚能够对雷电冲击放电路径做到有效定位,当然低压电极构成的放电间隙同样也有着这种作用。雷电过电压下发生闪络现象时,与其相应的工频续流电弧会产生电磁力,逐渐沿着支柱绝缘子负荷侧空间方向发展,弧根会在高压电极和低压电极上被箝住。从多相对地闪络的角度上而言,相应电弧弧腹会交汇于空间中,并产生相间电弧,弧根在高压电极上进行固定燃烧。这样也能够实现稳定电弧的效果。

2.5其它各种防雷措施

除了以上常用的防雷措施以外,还有架空裸导线防雷、穿刺防雷金具、穿刺避雷器、电缆防雷、低压线路防雷等多种防雷措施,现实生活中,架空裸导线的防雷措施也是比较常见的,但是其成本过高,不易操作,因此,不能大面积使用。对于其它技术的创新和应用,都是从雷击损害配网设备的机理出发,制定出了有效的新型的防雷装置和防雷措施,从而从根本上对配网设备起到保护作用,使电力系统配网设备防雷等级提升,也使雷击的损害降到最低。

3、结束语

综上所述,要做好电力系统配网设备的防雷措施,首先,应该对电力系统建筑的防雷进行要求,此步骤应该在设计建筑阶段就应该考虑到。其次,要制定出良好的电力系统配网设备的防雷措施,就要明确雷击损害配网设备的机理、雷击损害配电变压器的机理、雷击损害绝缘导线的机理,对直击雷、感应雷、雷电入侵波的机理和伤害要了如指掌。最后制定出有效的解决措施,使雷击的损害降到最低。同时使配网供电的可靠性得到增强。

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论文作者:祖守美

论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期

论文发表时间:2019/6/20

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