10kV配电线路的防雷问题成因及对策论文_1宋安心,2杨敏

10kV配电线路的防雷问题成因及对策论文_1宋安心,2杨敏

(1湖北襄阳诚智电力设计有限公司 湖北襄阳 441000;

2湖北正信电力工程咨询有限公司 湖北武汉 430000)

摘要:随着社会的快速发展,电力企业要想有良好的发展,配电线工作中的安全性和稳定性起主要作用。10kV 配电线是供电系统中主要的组成,雷电环境中配电线的安全性影响整个供电企业正常供电。本文对 10kV 配电线的防雷问题成因做几点探讨,并总结出几点防雷措施,仅供参考。

关键词:10kV;配电线路;防雷问题;成因;对策

引言

我国的电力系统已经发展到家家户户,为了更好的发展电力事业,在电路防雷、铺设等方面要保证质量,提高线路铺设技术,在防雷方面也要提出有效措施,尽量减少雷电带来的经济损失,保证人们的用电安全和财产安全。所以提高相应配电线路的质量和运营措施是十分重要的,采取更有效的防雷措施和防雷装置,确保电力系统正常高效运转。

1 10kV配电线的防雷问题成因

1.1 自然环境

由于山区的地势起伏大,森林覆盖面积广,降雨量大,所以经常出现雷击的情况,对配电线有巨大影响。相关部门需要采取有效措施进行 10kV 配电线防雷,充分考虑自然环境对配电线正常工作的损害。

1.2 配电线杆塔

10kV 配电线工作中杆塔的架设是基本的装置,根据材质划分,杆塔可分为水泥杆和钢管杆。现在很多配电线进行防雷保护工作时杆塔对其造成很大影响,所以,杆塔高度和材质的设置成为研究人员主要研究的问题。钢筋混凝土的应用比较广泛,足够支撑起配电线。但是一旦引起雷击很容易造成对杆塔内部钢芯的影响,极易产生杆塔的爆裂。如果杆塔长期使用,一旦雷击冲击波会流经拉线,产生高温对配电线正常运输电力工作带来影响。

1.3 接地装置方面

配电线的工作中接地一体化装置的运用可以实现电气相连,将地面和电气设备进行连结,其中接地极主要将金属物体利用电气设备和地面进行连结。经研究发现,电网降阻和地网腐蚀是配电线防雷工作的主要问题。如果输电范围内配电线的降阻剂超过 450 就会发生地网的腐蚀现象,短期内会导致地网断裂。

2 10kV配电线的防雷对策

2.1安装避雷设备

扩大避雷设备的安装范围,在雷电多发区域要尽量多安装一些避雷设备,这样就可以有效的防止雷电造成配电线路运行故障。在安装避雷装置的时候地址的选择十分重要,避雷装置虽然能够起到保护配电线路的目的,但是会受到范围的限制。避雷设备一般安装在雷电频繁出现的区域,还要尽可能地安装在 T 形线的地方。市场上避雷设备的质量良莠不齐,因此要选择性能好、质量达标的避雷设备,同时要安排专人定期检查避雷设备的运行情况,要重视避雷设备电阻的检查工作,只有保证避雷设备运行的稳定性,才能起到预防雷电对配电线路造成损坏的作用。另外,在安装绝缘子的时候要选择立柱式,增强配电线路绝缘的能力,进而减少雷电对配电线路的干扰。目前,性能比较好的避雷设备是氧化锌避雷器,因此在一些雷电多发区域要尽量安装氧化锌避雷器,这样就可以减少感应雷对配电线路的冲击,进而起到防雷电的作用。另外,在配电线路改造的过程中除了要做好避雷设备的安装和规划工作,还要在架空绝缘线上防弧设备,避免过电流和过电压短路故障产生电弧对配电线路造成损坏。

2.2提高导线绝缘性

想要避免雷击故障的发生,降低雷击对电力线路的影响,就需要提高电力线路的实际应用水平,增加导线的绝缘性。相关技术人员要结合以往发生的故障现象来提高导线的质量和绝缘性,并且要定期对导线进行质量上检验,出现问题时要及时更换,这样就可以在一定程度上减少故障现象的发生,有效提高了电力线路的防雷水平。

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2.3防雷接地要求

架空线路防雷接地要求:(1)配置固定外串联间隙避雷器的杆塔原则上可利用钢筋混凝土电杆或铁塔的自然接地作为防雷接地,无需设置专门接地。有需要的可设置专门接地。原则上人口密集地区的杆塔应设置专门接地,同时其接地电阻的要求不应大于 10Ω。建议有条件的情况下,尽量设置专门接地。(2)对新投运杆塔,其接地装置按要求须选用 Ф16 圆钢,同时为减少引下线被盗的情况发生,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。柱上设备的防雷接地要求:(1)接地形式:设备保护用避雷器的接地线应与设备金属外壳连接,然后再接地。这样做的优点是设备绝缘只承受避雷器的残压,否则还应包括接地电压。(2)接地电阻:配置无间隙避雷器的杆塔应设专门接地,柱上开关的防雷接地电阻应不大于 10Ω,台变的防雷接地电阻应根据容量匹配:容量大于或等于 100kVA时接地电阻应不大于 4Ω,容量小于 100kVA 时接地电阻应不大于 10Ω。

2.4科学的分配配电线路

由于雷击现象主要是受配电线周围的自然环境和地理环境等因素的影响。所以进行配电线路的设置时要远离雷击频繁的地区。例如远离深谷、高山和山坡地区等,减少配电线遭雷击的概率。根据我国雷击地带频发板块的调查,配电线路的设置主要远离下面地区:首先,远离矿藏丰富和地下水位高的区域,由于该区域导电性强,配电线在此设置会增加雷击的概率。其次,远离土壤电阻率低的区域和经常发生电阻率突变的地区,该地区很容易引起雷电。最后,靠近河谷、深谷和森林等地区也容易引起雷击,所以要远离。上述几点地区要减少配电线路的设置,降低雷击的概率。

2.5 线路过电压保护器

线路过电压保护器是由非线性电阻限流元件(氧化锌阀片)串联放电间隙组成的防雷设备,如我们常用的外串联间隙金属氧化物避雷器。它的工作原理是通过氧化锌非线性电阻限流元件与绝缘子串联间隙的引流环的相互配合,快速切断在雷电过电压造成的工频续流,有效限制雷电过电压,防止线路断线跳闸。雷电冲击过后,电网的系统工作电压直接加在避雷器本体上,因氧化锌阀片的工作特性,避雷器本体瞬间恢复到高阻抗阻断状态,工频续流被抑制在很小的范围内无法建弧,串联间隙绝缘性能迅速恢复正常,因而避雷器和线路恢复到正常运行状态。线路过电压保护器与避雷器相比有以下优点:(1)正常运行工况下避雷器本体不需要承受系统电压,不存在老化问题,使用寿命长,运行维护工作量小;(2)即使避雷器本体因雷击损坏或运行时间长而老化,因其有串联放电间隙使避雷器本体与线路隔离,不会引起线路发生接地故障;(3)无需设置专门接地,安装简便。但不足之处是保护范围有限,需加大安装密度,增加杆上设备数量,对安装工艺要求高等。

2.6架空绝缘导线

针对雷击造成的架空绝缘线路的断线问题,可以增强线路局部绝缘性能。可在绝缘导线的关键部位增厚其绝缘层,利用运行放电击穿绝缘皮击穿导线,以此提高绝缘局部位置的绝缘性能,同时放大放电电压,从而达到节约线路造价的目的。安放避雷器,是增强 10kV 配电线路绝缘性最为有效的措施。避雷器受到长时间工频电压的影响会发生老化现象。避雷器老化后则容易发生故障,影响配电线路供电稳定。为了避免避雷器因为老化现象而降低配电线路防雷的效用,可选用金属氧化物的避雷器在雷击高发段进行安装,还可在避雷器上安装柱上开关、配电变压器等配电设备。根据相关实验结果,绝缘子两端并联放电间隙,可避免绝缘导线的绝缘层遭受雷击,以此从根本上解决因雷击造成的绝缘导线断线问题。

结束语

综上所述,对 10kV 配电线工作的实际情况和防雷工作的深入进行发现,光靠配电线自身的防雷作用是不够的,要想配电线有良好的防雷作用,就要总结出配电线雷击的原因,根据原因采取措施。通过科学的分配配电线路、安装避雷装置、安装自动重合闸和提高 10kV配电线路的管理工作这几点对策进行解决,保障配电线的稳定运行。

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论文作者:1宋安心,2杨敏

论文发表刊物:《电力设备》2018年第35期

论文发表时间:2019/5/27

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