10kV配电线路防雷保护措施探讨论文_杨燕槟

10kV配电线路防雷保护措施探讨论文_杨燕槟

(广东电网有限责任公司清远阳山供电局 广东清远 513100)

摘要:文章分析雷电的产生及其危害,分析10kV配电线路防雷保护措施存在的问题,最后提出10kV配电线路防雷保护的有效措施,以确保 kV10 配网系统的安全稳定运行。

关键词:10kV;配电线路;防雷保护;措施

引言

雷电是常见的一种自然现象,也是引起 10 kV 配电线路故障的主要因素。10 kV 配电线路绝缘水平的高低在很大程度上影响着配电网用户用电的安全性以及用电质量的优劣。因此,为提高 10 kV 配电系统的整体质量,首先必须抓好 10 kV 配电线路的防雷保护工作,采取全方位、多层次的有效防雷保护措施。这样才能满足广大群众的用电需求,也能尽量减少雷击风险。

1 雷电的产生及其危害

在自然界中雷电是一种比较复杂的现象,其主要是在高温下使得大气中的水蒸气和地面上的湿气不断上升,然后遇到冷热气团进行相互的作用,从而进行积云运动,在整个运动的过程中会遇到很多的摩擦合撞击,从而将电荷分离形成了雷电。对于我们来说雷电危害非常大,特别是对一些建筑设施和电气设备会产生很大的影响,主要是因为这些设备有很多金属体,在雷电发生时会产生感应电压,击穿整个绝缘体,从而使得设备不能够正常的进行运转,配网线路也遇到故障出现问题,如果严重还会引发火灾现象,带来很大的人员伤亡,并造成很大的经济损失。

210kV配电线路防雷保护措施存在的问题

2.1 设计安全缺乏合理性

当前 10 kV 配电线路雷击事故频发,其中有很大一部分原因就是配电线路的设计安装环节不够合理。大部分配电电路设计中的防雷设计均是参照最根本的标准开展的,并未考虑到当地的地质情况与气候条件。

2.2 防雷设备的匮乏

一些电力部门为了节约开支,倾向于使用公用的避雷器设备。这虽然具有一定的防雷功能,但防雷效能均有不同程度的下降。不少电力部门在铺设10 kV 配电线路高位线路时,预先设定了安装数量。因此,避雷器数量不多,无法达到相应的防雷效果。

2.3 配电线路本身存在的难以避免的问题

通过大量实践发现,10 kV 配电线路受到雷击的原因之一是由配电线路自身引起的。由于配电线路存在一些问题无法彻底消除,如线路架空、地极接地电阻等问题,导致线路会遭到雷击。

2.4 设备维护管理不到位

10 kV 配电线路及相关防雷设备并非安装后就万事大吉,还须定期进行巡回检查,及时处理相关故障,确保设备的正常运行。目前,国内大部分电力企业对配电线路的管理采用的是人工管理。在一些偏远地区,线路管理难以达到标准要求,导致线路中的隐患难以被及时察觉,从而为线路的运行埋下安全隐患。另外,不少工作人员的专业技能不高,对工作缺乏较强的责任感,不能及时察觉线路中存在的磨损、老化、断股等问题,因此,线路故障经常发生。

3 10kV配电线路防雷保护的有效措施

3.1 提高线路绝缘性是防范10 kV配电线路闪络的有效措施

与城区配电线路相比,农村山区的 10 kV 配电线路的供电半径更大,且配电线路的绝缘性能不高。有的为了节省开支,通常会选用同杆塔多回路架设技术,还能减少线路走廊。这样做会造成同杆塔多回路中线路之间的电气距离偏小的问题。若一回路被雷击后出现绝缘子对地击穿。在此过程中会产生较大的工频续流,而持续的接地电弧可引起空气中出现光游离与热游离。同杆塔架设的回路相距较近,其他回路极易受到电弧的游离影响,从而引起接地事故。严重的时候还会出现多条回路同时跳闸,进而降低了配电线路的供电可靠性。对此,一般可采取增强线路绝缘性的措施,包括增加绝缘子片数量,用绝缘导线代替裸导线,在导线与绝缘子之间增加绝缘皮,更换绝缘子型号,用瓷横担取代针式绝缘子等办法。在建设新的 10 kV 配电线路时还应着重从设计施工方面去思考线路防雷保护措施。在设计过程中必须充分考虑到气候因素的影响,并尽量理清线路走廊,最大限度避免杆塔档距过大。

在建设线路杆塔的时候应严格遵守施工标准与验收标准,保障线路的防雷水平。对工作中的线路杆塔,应在雷雨季节来临前完成接地电阻测量工作。为改善接地电阻值一般可采用 4 种办法,包括增加接地面积,增设接地扁铁,接地槽换土,敷设相关降阻剂等措施,以起到防雷作用。

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3.2 架空绝缘导线雷击断线防护措施

鉴于雷击架空绝缘线路的断线问题,考虑到日常经验,笔者认为可从三方面进行防控:增强线路局部绝缘性能。在绝缘导线固定部位增厚绝缘层,被称为架空绝缘导线。即指运行放电从加强绝缘边缘部位或击穿绝缘皮后击穿导线,从而提高了局部绝缘性能。同时,能使线路的冲击放电电压增大,而且能节约线路造价。

安放避雷器,以对架空绝缘线路形成有效的保护。避雷器容易老化的主要原因在于长时间受到工频电压的影响,偶尔还须承受雷电产生的过电压与工频续流。一旦避雷器老化后便会出现故障,导致配电线路供电不稳定。为解决这一问题,通常使用金属氧化物避雷器。在配电线路雷击高发段进行选择性安装,同时,将避雷器安装在柱上开关、配电变压器等相关配电设备上。

经实验证实,在绝缘子两端并联放电间歇,可避免绝缘导线的绝缘层被击穿。从根本上解决了绝缘导线的雷击断线问题。

3.3 安装可调式保护间隙

就目前的情况来看会选择使用可调式保护间隙进行电缆和绝缘架空线的保护,从而能够降低该部分收到电压的冲击。对于可调式保护间隙的工作原理为是在绝缘子串旁边并联一对金属电极,从而能够形成一个保护间隙,间隙间的距离小于绝缘子串的串长。在正常运转中并联间隙能够确保工频电场合处于经营的状态。当架空线路遇到雷击,并联间隙的雷电放电电压比绝缘子串的放电电压要小,这个时候间隙会首先进行放电,因为受到电动力和热应力的影响,工频电弧会逐渐的朝向外部进行拓展,从而能够达到保护绝缘子串的目的,有效防止雷击现象。

3.4 降低接地电阻

降低输电线路反击跳闸率的有效措施。由于10 kV 配电线路雷击跳闸问题大多数都是由感应雷造成的,而使接地电阻变小有利于雷电流冲击波的泄放,以免雷电冲击波损坏相关配电线路设备。同时,通过降低接地电阻能使雷击对杆塔的电位降低,预防雷电波经地面反击配电线路。降低接地电阻通常采用 2 种措施:一是水平接地体,对接地装置进行防腐处理,尽量延长接地网的使用寿命;二是应用降阻剂,实践证实,将高效膨润土降阻防腐剂添加到水平接地体周围,可使杆塔的接地电阻变小。

3.510 kV配电设备的相关防雷措施

配电变压器防雷措施:低压侧安装低压避雷器,与高压侧避雷器、低压侧中性点、变压器外壳共同接地。接地电阻值大小:容量 <100 kVA的配电变压器接地电阻值必须在 10 Ω 以内;>100 kVA的,接地电阻值必须在 4 Ω 以内。

柱上开关的防雷措施:研究发现,柱上开关由于缺少避雷器保护,一旦开关打开,雷电波将会沿着配电线路到达开关处,产生雷电全反射。若雷电较大时会对开关造成严重损毁。应在开关、刀闸两侧安放避雷器,起到防雷作用。

电缆分支箱的防雷措施:近年来电缆分支箱与环网柜得到了更广泛的应用,而相关防雷问题也逐渐暴露出来。目前,一般采用抑制感应雷过电压来预防雷电,适用于 10 kV 电缆化的环网供电系统。常见做法就是使用避雷器,要注意避雷器保护点位置的选择。一是,对整个环网回路的任一单元都安设避雷器,由于避雷器数量偏多,存在一定的局限性。不仅增大了成本,而且也影响到系统运行的整体可靠性。二是,有选择地在环网单元安设避雷器。这须根据电网的具体情况选用合适的避雷器安装方法。若在环网回路中有一段架空线路,应将避雷器安装在架空线路两端的环网单元上。无间隙金属氧化物避雷器具有免维护、防爆脱离功能等优点,是最理想的避雷器。

3.6 重视线路的维护管理

线路管理人员要加大对配电线路的监管力度,严密监控配电线路的运行状态。同时,结合用电需求对线路的分布情况进行适当调整,以尽量避免线路超负荷的问题出现。遇到用电高峰期,可通过红外检测仪来了解线路连接器的温度,若温度有异常应马上采取相关应急措施,防止配电线路由于温度过高而导致线路熔断或变压器被烧毁。此外,还应加强对相关配电线路设备的管理,由专人负责,做到定期检查,定期维护。比如,对开关、电缆、避雷器等设备要定期检测,若发现问题应马上进行维护或予以更换。对已经报废或无法满足线路正常运行需求的设备应尽快报备,以加快更换速度。注重对管理、维护人员的业务培训,提高其专业能力以及对突发线路故障的处理能力。

4.结束语

综上所述,10kV配电线路被广泛应用于生产生活中。做好配电线路防雷工作对于确保生产生活的有序进行具有重要作用。因此,在防雷工作中,要根据线路的实际情况而选择科学合理的防雷措施,并建立完善的管理制度,保证可靠接地,这样才能确保10kV电网的有序运行。

参考文献:

[1]树木对10 kV配电线路防雷性能的影响[J]. 吴泳聪,陈远东,罗汉武,孙鑫,陈淑波,黄道春,阮江军,刘欢.??中国电力.?2014(06)

[2]水电站35kV输电线路防雷技术方案研究[J]. 黄荣干.??电子测试.?2018(20)

[3]10 kV线路防雷水平分析[J]. 沈建平.??科技经济导刊.?2018(29)

[4]10kV线路防雷新措施浅谈[J]. 刘跃东.??通讯世界.?2017(09)

论文作者:杨燕槟

论文发表刊物:《河南电力》2018年18期

论文发表时间:2019/3/13

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