摘要:发生雷电事故会严重影响我国电网的供电质量,在配电线路建设过程中必须做好雷电的防护措施,进行科学合理的接地工作,最大限度地保护配电线路的使用安全和电网的安全稳定运行。
关键词:配电线路;防雷保护;接地装置;施工技术
1某县配电线路雷击事故概述
某县境内大部分为是山地重丘,受地形影响,配网线路所经地形复杂,线路跨越大,雷雨天部分杆塔容易出现断线、跳闸、台区避雷器及变压器烧坏等现象。由于某县境内大部分为山区,平地很少,配网线路杆塔只能设在山头或迎风坡等突出位置,造成线路跨越山沟,档距都比较大,有些杆塔档距达400米左右,形成天然“避雷网”,容易引雷。
1.1配电线路雷击事故的特点
直击雷过电压和感应雷过电压是雷击过电压最常见的两种形式。相比输电网,配电网的绝缘水平较低,网架结构复杂,一般情况下配电线路没有避雷线、耦合地线等保护措施,因此当配电线路遭受直击雷,即雷电直接击中线路或设备时,会产生高达数百千伏的过电压,雷电流高达数十千安,直击雷过电压引起的配电网雷击跳闸率为1 00%。研究表明,因杆塔高度,周围建筑物、地形的屏蔽作用,感应过电压对1 0kV作用引起的闪络或故障占雷害事故的比例超过80%。因此对于1 0kV配网线路的防雷,主要是研究感应雷过电压引起的雷击事故。
1.2雷击事故的危害
201 2年至201 4年,某县线路共跳闸1 321次,其中雷击造成的跳闸944次,占总跳闸次数的71.46%,其次为树障、外力破坏引起的跳闸,为377次,占总数的28.54%。从以上分析可知,雷击跳闸是影响配电线路及设备安全稳定运行的主要因素。
2配电线路防雷接地工程的具体施工技术
2.1接地装置的具体施工方法
第一,定位放线施工。配电线路施工人员在进行定位放线的过程中,应该严格按照施工图纸的相关设计规定,尽量选择一些偏远的无人区域,在防雷装置接地体的位置上进行放线,并且沿着放线的路径实施挖掘工作。受到气候因素的影响地面温度过低会造成冻土层,从而增加接地电阻,因此不能在地表实施布线,而是应该往地表层以下进行挖掘,同时还要保证接地装置与道路、建筑出入口之间有一定的距离,一般不小于3 m,当出现一些无法避免的情况使得其距离小于3 m时,会出现跨步电压。为了降低跨步电压,首先要使接地体部分位置埋到地面1 m以下,同时包裹一层绝缘物质,同时地面可以采取沥青碎石铺成,要焊一个小的网格压放在接地体上面,沟渠的挖掘一定要上宽下窄,保证沟底干净,在设计时根据附近建筑物的情况,将沟渠设计在离沟底2 m以外。第二,人工接地体的制作。最常见的人工接地体主要分为垂直接地体、水平接地体、铜接地体。其中垂直接地体通常可以使用镀锌钢管、角钢、圆钢,选择长度大于2.5 m的直径5 cm钢管,将端部做成斜口形式;水平接地体通常可以使用镀锌扁钢;铜接地体通常可以使用1.5 mm厚的1 m2铜板进行制作。第三,人工接地体的安装。在垂直接地体的安装过程中必须要以沟的中心线作为基准放置接地体,并且要将接地体敲进地下,确保接地体的顶端和地面相距0.5 m左右为宜,接地体与接地体之间的间距不得小于5 m。将镀锌扁钢调直侧放在沟里,用焊机将扁钢与接地体焊接起来,焊接完成注意敲掉药皮,避免腐蚀,再刷漆做好表面防腐蚀工作,拉好接地线,保持足够的使用长度。第四,自然接地体的安装。在自然接地体的建设过程中往往都是以钢筋混凝土桩基作为基础的,将桩基端部外漏的钢筋和承台梁的主筋焊接在一起,之后再和引下线柱里面的钢筋进行焊接,从而使雷电能够在引下线的引导之下通过钢筋混凝土桩基导入到地面下。需要注意在以钢筋混凝土板式作为接地体时,没有设置防水层底板时,必须要将防雷引下线与底板钢筋直接焊接在一起,如若设置有防水层底板,那么可以利用预埋的扁钢将引下线和底板焊接在一起,再向室外导出。第五,接地母线的安装。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通常情况下主要选择镀锌扁钢制作接地母线,接地母线的连接在接地干线与引下线连接的接地线之间。在接地母线的安装上,既要保证其不受到机械损伤,还要保证其有专门的屏蔽层进行保护。
2.2防雷保护的具体施工方法
(一)提高线路绝缘水平
为了提高配电线路的耐雷水平,可加强线路绝缘。可选用更高耐雷水平的绝缘子,某县地区的1 0kV配电线路大部分采用的绝缘子型号为P-1 5型,通过采取将直线杆上的针式绝缘子更换为加强型瓷横担或柱式绝缘子,耐张杆上更换为玻璃绝缘子等方式,明显降低感应雷过电压造成线路闪络的概率,防止线路跳闸。
(二)合理使用消弧线圈
雷击闪络大多数是从单相闪络发展为相间闪络的,采用消弧线圈后,可使大多数雷击单相闪络接地故障被消弧线圈消除,不至发展为持续的工频电弧。而当雷击引起两相或三相闪络故障时,第一闪络并不会造成跳闸,先闪络的导线相当于一根避雷线,增加了分流及对非故障相的耦合作用,使未闪络相绝缘上的电压下降,从而提高线路的耐雷水平。某县在悦城镇、回龙镇等雷电活动比较强烈、接地电阻由于地形原因难以降低区域,采用电网中性点经消弧线圈接地的方式,运行效果良好,雷击跳闸率可降低25%左右。
(三)加强配电网的运行维护
绝缘子的正常运行对保持配电线路的绝缘水平和耐雷水平有重要作用。根据某县地区的调研情况,正常状态下不会对配电线路的绝缘子进行轮修、轮检、轮换,仅在线路发生绝缘子炸裂事故后才进行更换,因此配电线路存在许多的绝缘弱点,往往雷击时,雷电流侵入的薄弱点,很容易造成绝缘子损坏。因此,可每年安排修理资金对巡视发现的残旧绝缘子进行轮换,提高线路耐雷水平。
(四)加强对防雷接地的管理
某县地处山区,配电线路中接地电阻普遍偏高,这一现象要想得到解决,首先要勘探杆塔所在地的地貌以及地质状况,对其周围土壤的电阻率进行测量,了解酸碱度以及土壤对钢接地体的年腐蚀情况,然后进行严格的计算设计,制定出切合实际的降阻措施。降低杆塔接地电阻可以减小雷击杆塔时的电位升高。目前在某县地区降低杆塔接地电阻的方法主要有:1.水平外延接地体;2.采用降阻剂;3.深埋接地极。均收到一定的降阻效果。加强对接地装置的管理,对新投运杆塔接地装置,要求选用Ф1 6圆钢,将杆塔接地引线的位置提高到离地4m以上,台架接地引线的位置提高到离地2.5m以上,以减少引下线被盗发生。现有不满足要求的接地装置,视负荷重要程度,结合线路综合停电逐步进行改造。
(五)电气设备的防雷保护
为解决绝缘匹配陡度大而引起的配电线路雷电侵入波对变电设备的危害问题。可采用配电型可调式球形过电压保护间隙,可调球形现场安装。保护间隙具有结构简单、维护方便的优点。间隙的雷电放电电压调整到略小于绝缘子的冲击闪络电压,在雷电过电压的作用下,间隙首先动作,把雷电流泄入大地,从而保护台区绝缘子串和设备。由于间隙击穿是空气击穿,受到空气的去游离、电动力和风力的作用,纯空气间隙的熄弧能力要比绝缘子的沿面熄弧能力强,因而采用球形间隙保护更有利于电弧的熄灭,使电路恢复正常,其与合理的中性点接地方式和其他防雷措施相配合可大幅度提高供电可靠性。
结束语
如今各电力企业都已加大了配电线路安全运行的管理力度,在配电线路建设过程中必须采取有效的避雷措施保护配电线路的安全使用,从而更好地服务电力用户,给电力用户更为优质的用电体验。
参考文献:
[1]王振军.室内供配电线路用电设备及配电线路的保护[J].科技与企业,2018,(11):373.
[2]韩冬.电力供配电线路维护的基本途径与趋势[J].黑龙江科技信息,2018,(06):68.
论文作者:钟晓炜
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/4
标签:线路论文; 过电压论文; 绝缘子论文; 杆塔论文; 雷电论文; 防雷论文; 间隙论文; 《电力设备》2018年第28期论文;