摘要:电力系统的规模随着经济社会的发展不断扩大,尤其是10kV配网系统的发展更是迅猛。要想保证10kV配网系统的安全稳定运行,电力企业就应该加强对影响10kV配网系统稳定性因素的研究,其中重要的一个因素就是雷击,因此,电力企业应该加强对10kV配网线路防雷技术措施的研究。本文首先介绍了雷电的产生及其危害,其次指出了10kV配电线路遭受雷击的原因,最后提出了加强10kV配电线路防雷技术水平的有效措施。
关键词:10kV配电线路;防雷技术;危害;有效措施
一、引言
10kV配电线路的正常运行时常会受到各种内外部因素的影响,其中雷击是影响10kV配电线路运行质量的重要因素。电力企业应该加强对10kV配电线路防雷技术措施的探讨,尤其在雷击频发的夏季,更应该加强对10kV配电线路的检修,做好防雷措施,从而让10kV配电线路能够完全满足社会对电力的需求。
二、雷电的产生及其危害
雷电是大自然中一种比较常见的现象。在高温下,大气中的水蒸气和地面上的湿气不断上升,冷热气团在高空相遇产生相互作用就会导致出现积云运动,在整个运动中的大量摩擦、撞击就会导致电荷分离从而产生雷电现象。雷电虽然是一种正常的自然现象,但是对建筑设施和电气设备会带来非常严重的影响,设备上的金属体在雷击时会产生感应电压,击穿电力设备的绝缘体,导致电气设备无法正常运行,配网线路也会因此出现严重的运行故障,情况严重的甚至还会引发火灾,导致较大的人员伤亡,给电力企业造成巨大的经济损失,在社会上造成极大的负面影响。
三、10kV配电线路遭受雷击的主要因素
导致10kV配电线路遭受雷击的原因主要有以下几种:第一,部分配电线路的铁塔、配电变压器等设备的接地线出现故障甚至还有被盗的情况,一旦接地线没有及时接上,就会大大增加10kV配电线路遭受雷击的可能性。第二,如果10kV配电线路上方有110kV以上的高压线路通过的化,高压线路就会从远处带来雷电,但是10kV配电线路的防雷设计水平本身就比高压线路的水平低,所以防御雷电的能力明显不足,这也会增加10kV配电线路遭受雷击的几率。第三,10kV配电电路中经常会应用针式绝缘子,这是因为在针式绝缘子在恶劣天气条件下的保护效果比瓷横担的保护效果要好。如果针式绝缘子内部出现了击穿故障还能够正常运行,这就导致针式绝缘子的故障不容易被发现,一旦出现强雷电天气,就会给10kV配电线路埋下安全隐患。第四,10kV配电线路变压器地网、线路杆塔等设备安装不规范、测试接地电阻方法不规范以及设备质量问题等都会增加10kV配电线路遭受雷击的几率。
四、加强10kV配电线路防雷技术的有效对策
1.降低塔体接触电阻
降低塔体接触电阻是我国目前使用比较广泛的10kV配电线路防雷技术。在塔脚位置打深井然后添加降阻剂,或者敷设较长的接地网,就会增加雷电的接触面积,从而将电阻率控制在一个合适的范围内,显著增强10kV配电线路的耐雷水平。但是降低塔体接触电阻的防雷技术在平原地区或者土壤电阻率本身较低的地区有明显效果,所以并不适用于沿海地区或者丘陵山地地区。此外,接地线的长度不宜太长,因为长度过长的接地线会增加附加电感值,增加了塔顶的电位,从而造成绝缘子串和塔体的破坏性放电现象出现,导致10kV配电线路防雷水平大大降低。
2. 增强线路的绝缘性
绝缘性较差的10kV配电线路在雷电天气中会产生感应电流,从而导致线路绝缘子出现闪络的现象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我国目前10kV配电线路中多采用同塔回路技术来降低电线塔的数量,这种技术虽然具有减少线路走廊的作用,可以显著降低线路成本,但是多塔多回路中的线路之间的电气距离明显不足,在遭受雷击之后,就会造成多回路都出现接地的现象,甚至还会引发多回路一起跳闸的情况,严重降低了10kV配电线路运行的稳定性和安全性,给人们的生命安全带来十分严重的威胁。为了显著改善上述问题,可以采取有效措施来提高10kV配电线路的绝缘性。技术人员可以采用绝缘导线来代替传统的裸导线,或者在原有裸导线的基础上增加绝缘子片的数量,还可以增加导线和绝缘子二者之间的绝缘皮,并且及时更换老旧的绝缘子。增加10kV配电线路的绝缘性可以减少线路在雷击时闪络的频率,从而极大提升10kV配电线路供电的可靠性。
3.加装避雷器
如果10kV配电线路没有安装避雷器,雷电电流就会完全通过杆塔流入大地。在存在接地电阻的情况下,塔顶电位就会增加,如果接地电阻比较高并且塔顶电位与导线感应电位的差值超过绝缘子串临界闪络电压的二分之一时,就会造成绝缘子闪络现象出现,而且还会增加工频电弧出现的可能性,从而导致10kV配电线路断路器跳闸。在那些土壤电阻率比较大的地区,因为无法采取有效的措施来降低接地电阻,所有常规的防雷措施没有显著效果。在10kV配电线路中安装避雷器可以有效防止绝缘子串发生闪络,从而提升防雷效果。在10kV配电线路中安装了避雷器之后,雷电电流就会被分流,一部分电流会通过导线流入其他杆塔,另一部分则会通过塔体流入大地。当雷电电流达到一定的程度时,避雷器会对其做出更大的分流,如此循环,很多部分雷电电流通过避雷器流入大地,从而有效规避雷击风险。而且线路避雷器还有较好的电位钳制作用,防止绝缘子串发生闪络。
4.应用防雷过电压保护器
10kV配电线路防雷过电压保护器主要由以下几部分组成:其一是氧化锌限流元件,也就是无间隙氧化锌避雷器;其二是裸线夹或绝缘穿刺线夹;其三是金属联结调节件。防雷过电压保护器与绝缘子的安装形式是并联的。当10kV配电线路遭受雷击时,电压幅值如果达到绝缘子闪络的临界点,防雷过电压保护器就会间隙放电,避雷器将能量释放出去,从而保障绝缘子和线路的正常运行。防雷过电压在正常工作状态下可以使间隙隔离工频电压,使得限流元件处于高阻水平,从而确保了整个电力系统的正常运行。为了防止自然因素对间隙的影响,可以采用空中十字交叉安装方式来增加间隙放电的稳定性。将避雷器与间隙结合起来使用不会产生电弧。此外,滑孔连接设计可以提高绝缘子高度调节的自由度,从而达到最好的防雷效果。
5.强化线路检修工作
10kV配电线路多在户外运行,十分容易受到各种外部因素的影响,因此,电电力企业应该加强定期开展10kV配电线路检修工作。尤其是在雷电天气高发的夏季,可以适当缩短常规巡视时间。工作人员要全面对10kV配电线路的质量进行检查,发现杆塔、接地线等设备存在质量问题,应该及时修理养护,出现故障的部件要及时修理或者更换,防止因为10kV配电线路质量问题导致防雷效果降低。此外,工作人员还需检查10kV配电线路上是否存在鸟窝、垃圾等物体,及时清理干净。
结束语:
10kV配电线路是为社会各行业和人们提供电力能源的重要媒介,与国民经济的发展水平有十分密切的关系。10kV配电线路通常设置在野外,所以存在遭受雷击的风险,这会严重降低10kV配电线路运行的稳定性和安全性,不仅无法满足社会的用电需求,而且还会带来严重的安全隐患,情况严重的甚至会造成人员伤亡。对此,电力企业应该采取有效的防雷技术来提升10kV配电线路的防雷水平,在土壤电阻率较高的地区可以加装避雷器,在土壤电阻率比较低的地区可以通过降低杆塔电阻的方式来提升10kV配电线路的防雷效果。
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论文作者:赵光华
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/13
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