摘要:本文通过对配电网过电压保护设备的介绍,分析了过电压保护的类别和保护措施,有针对性地指导了教学和实践。
关键词:配电网;电力系统;过电压保护
通过分析电力系统的过电压形式及产生的原因,我们知道电力系统的过电压严重威胁系统的绝缘,对线路和设备的安全运行有着严重的影响,因此在线路运行过程中要采取一些措施来限制过电压对系统的影响。
一、过电压保护设备
(一)避雷针
避雷针是防直接雷击的有效措施。避雷针的保护原理就其本质而言,并非“避雷”,而是引雷。当雷云接近地面时,避雷针利用在空中高于其被保护对象的有利地位,把雷电引向自身,将雷电流引入大地,从而达到使被保护物“避雷”的目的。避雷针由三部分组成:雷电接收器、接地引下线和接地体。
(二)避雷线
避雷线由架空地线、接地引下线和接地体组成。架空地线是悬挂在空中的接地导体,其作用和避雷针一样,对被保护物起屏蔽作用,将雷电流引向自身,通过引下线安全地泄入地下。因此,装设避雷线也是防止直击雷的主要措施之一。
(三)避雷器
避雷器的作用是限制过电压幅值,保护电气设备的绝缘。避雷器与被保护设备并联,当系统中出现过电压时,避雷器在雷电过电压的作用下,间隙击穿,将雷电流通过避雷器、接地装置引入大地,降低了入侵波的幅值和陡度。过电压消失后,避雷器迅速截断在工频电压作用下的电弧电流即工频续流,恢复正常。常用的避雷器主要有管型避雷器、阀型避雷器、氧化锌避雷器等几种类型。
二、配电网过电压保护
(一)配电线路的过电压保护
配电线路及配电设备使用范围广、分散性大、露天设置,所以遭受雷击的可能性很大。运行经验表明:配电网的雷害事故约占整个电力系统全部雷害事故的70%~80%,所以为使配电网络不间断地向用户供电,必须加强配电网的防雷保护工作,才能保证供电的安全,提高供电的可靠性。对于10kV配电线路的过电压保护,一般可采用以下措施:
(1)装设避雷线,防止直接雷电。
(2)装有铁横担的钢筋混凝土电杆线路,为了提高线路的绝缘水平,全部采用高一级电压的绝缘子。
(3)位于市区的部分配电线路,如果正处于高层建筑的屏蔽范 围以内,虽然遭受直击雷过电压的可能性较小,但是感应过电压仍可能引起线路跳闸,因此线路应尽可能对地保持足够的绝缘。
(4)同级电压线路相互交叉或与较低电压线路、通信线路交叉时,交叉线路档距两端的钢筋混凝土杆均应接地。其接地电阻不宜超过30Ω,交叉线路导线间的垂直距离不得小于2m。
(5)采用自动重合闸装置或自动重合熔丝装置,以减少雷击线路绝缘子时的闪络事故,并能缩短停电时间。这是因为线路雷击后造成稳定的电弧而形成短路,使线路跳闸。线路断开后,电弧即行熄灭,而重合闸使线路再次接通,此时电弧一般不会重燃,线路恢复正常运行。
(二)低压架空线路的过电压保护
低压架空线路分布很广,尤其在多雷地区单独架设的低压线路很容易遭到雷击。由于低压线路直接引入户内,低压电气设备绝缘又低,人身接触机会又多,所以必须考虑低压线路保护以及雷击线路时,雷电波沿低压线路侵入用户室内的防雷保护问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般可采取以下保护措施:
(1)在多雷区,当变压器采用Yyn接线或Yy接线时,宜在低压侧装设一组低压避雷器。当变压器中性点不接地时,除应在中性点处装设击穿熔断器外,其钢筋混凝土杆也应接地,接地电阻不宜超过50Ω。
(2)对于重要用户,宜在低压线路进入室内前50m处装设一组低压避雷器,入室后再装一组低压避雷器。
(3)低压进户线、电杆上的绝缘子铁脚必须可靠接地,其接地电阻不应超过30Ω。这样,当低压线路雷击时,雷电流将通过接地引下线引入大地,从而避免雷电波进入室内而造成人身设备事故。
(4)对于宜受雷击的地段直接与架空线路相连接的电动机或电能表,宜加装低压避雷器。
(三)配电设备的防雷保护
在高压配电线路上装有许多分散的配电设备,如配电变压器等。为防止雷击事故,这些设备均要装设必要的防雷保护装置。
(1)配电变压器按现行规范应采用避雷器来保护,避雷器要求越靠近变压器安装,保护效果越好,一般要求装在高压跌落熔断器的内侧。必须使避雷器的残压小于配电变压器的耐压,才能有效地对变压器起到保护作用。在高海拔地 区,雷电多半在半山坡活动,有时比电力线路还低,运行中往往由于低压侧落雷或反变换波的影响,容易造成Yyn0配电变压器的绝缘击穿事故,所以农村山区的配电变压器在设计中和安装施工中,要求在配电变压器低压出线侧安装一组击穿熔断器或低压避雷器,用来保护变压器的二次侧绕组,还能保护当过电压波及低压绕组传递到高压绕组时,不致使高压绕组绝缘损坏。在运行中的变压器有时遭到雷击后,变压器匝间绝缘击穿只是局部的损坏,但还能勉强运行,过一段时间后,故障扩大,被迫停运。这就是在雷雨时将变压器绝缘击穿,而在良好天气中故障扩大后导致的事故,往往容易给人造成错觉,认为并非由于雷击损坏。
(2)配电线路上的柱上熔断器和负荷开关等设备应装设避雷器保护。对于经常开路运行而又带有电压的柱上熔断器或隔离开关的两侧,也均应装设避雷器,且避雷器的接地应和柱上熔断器金属外壳连接起来共同接地,其接地电阻应不大于10Ω。
(四)绝缘导线防雷要求
(1)在新架设或更换的高压绝缘主干导线,应每隔5~6基杆开耐张(丁字杆、十字杆除外),并在该基耐张横担下面0.8m距离处装设一组(三相)氧化锌避雷器。
(2)绝缘线耐张搭接应采用带接地环的并沟线夹。如中相搭头为上翻弓子线时,一侧采用长搭头,一侧采用短搭头,搭接位置应尽量靠近耐张线夹。
(3)氧化锌避雷器上柱头引线应采用JKJY–35mm²的高压绝缘线,采用螺栓方式搭接在并沟线夹内。避雷器下桩头引线用2m长的JKJY–35mm²绝缘导线沿铁担在杆上用扎线固定,并在尾线处剥去200mm绝缘层,采用花兰夹头2只及扎线与GJ–35钢绞线扎好连接后引至地面与接地极连接。接地极的接地电阻必须小于10Ω。
(4)对于同杆架设的10kV线路的要求。
1)如为上下两层排列的二回10kV绝缘导线的线路,分别开耐张后,只需在上层10kV绝缘导线装设氧化锌避雷器。
2)如为左右排列的二回10kV绝缘导线的线路时,必须在两条线路上都开耐张及装设氧化锌避雷器。
3)如为上下两层排列的二回10kV线路,上层为裸线、下层为绝缘导线时,下层导线开耐张后不必装设氧化锌避雷器。
作者简介:
达瓦次仁(1971.12-) 国网西藏电力有限公司直孔发电公司 助工 从事专业发电安全监察
普布(1974.11-) 国网西藏电力有限公司直孔发电公司 助工 从事专业水电站运行维护
刘君(1970.12-)西藏职业技术学院 教授 从事电气工程专业教学
论文作者:达瓦次仁1,普布2,刘君3
论文发表刊物:《电力设备》2017年第5期
论文发表时间:2017/5/27
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