配电系统中防雷接地技术的研究论文_邱明辉

配电系统中防雷接地技术的研究论文_邱明辉

(国网内蒙古东部科右前旗供电有限公司 内蒙古乌兰浩特 137400)

摘要:我国各个领域的建设都离不开电力支持,现在我国人均用电量很大。配电系统将电力合理准确地进行分配与运输,配电系统对于我们而言是非常重要的,做好配电系统的保护工作具有重大意义。雷电是常见的自然现象,而且其发生频率是很高的,雷电会与我们平常使用的电相互吸引,产生电击现象,严重影响人们的生命安全,也会造成配电系统的瘫痪。而配电系统的防雷接地工程是减少雷电灾害的有效措施。

关键词:配电系统;防雷接地;技术研究

1 防雷接地的工作原理

防雷接地是根据雷击的产生原理进行设计的,防雷接地的主要原理就是将雷电的能量通过人为设计的线路泄入大地中,从而达到保护用电设备及建筑物的目的。地球上的水分因为蒸发作用进入大气中,在大气中遇到冷空气作用而凝华形成冰晶,这就形成了积雨云。云层随大气运动,运动过程中带上电荷,云层与大地之间就会发生电荷感应,带上相反电荷,相当于一个电容器,当电荷量达到一定程度时就会击穿大气层,产生雷击现象。根据这一原理人类设计出了防雷接地设备,利用金属导体吸引雷电电流,在大地内部提前设置好接地网络,利用网络将电流导入大地,间接地减少雷电中的强大电流对于建筑物的破坏。

2 配电线路常见防雷方法

2.1 避雷器的安装

避雷器是现阶段较为常见的配电线路防雷措施,不仅可以将工频续流有效的阻断,对配电线路感应电压幅值及雷击过的电压幅值起到限制的作用,但是避雷器的防护范围相对较小,成本较高,因此,只能间隔安装避雷器,并将其安装在雷击较为频繁的地区。

2.2 避雷线的架空

这种防雷措施主要是将避雷线架空,并发挥其屏蔽作用,以防止配电线受到雷电破坏。其防雷效果良好,不用进行维护,但是其成本相对较高,绝缘性较低,易出现反击反击闪络现象,必须在和其余防雷设备结合下才能发挥较好的防雷效果。所以,这种防雷措施只适用于雷击较为频繁的地区。例如某地区对配电网进行改造时,将部分配电线路架设于山顶上,雷击现象较为频繁和严重,因此,必须采取架空避雷线的方法对其进行有效的防雷,同时提高配电线路的绝缘效果,同时降低配电线路的接地电阻等防雷措施,使得避雷线能够发挥最大的防雷效果。

2.3 配电线路绝缘层耐压性的提高

配电线路绝缘层耐压性的提高,能够使得配电线路在较高雷电过电压影响下出现的工频续流、闪络等现象时,能够使配电线路的放电爬距过大,不能建弧,最终熄灭,避免线路安全事故的产生。

2.4 配电线路过电压保护器的安装

配电线路过电压保护器的避雷性能与避雷器基础相同,其主要是在安装具有绝缘性能的导线线路时,不用将电路的绝缘层剥开,而是在配电线路的外间隙处安装过电压保护器,使得配电线路得到有效的防护。其不仅避免雷电存在的过电压现象,同时不受工频电压的影响,使用寿命长,无需进行维护。

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3 配电线路的防雷接地技术分析

3.1配电线路中的防雷接地技术

配电线路中同时也可以采取相应的布设避雷器或者避雷线等和输电线路同样的防雷接地方案进行防雷,然而不同的电压级别或者电力线路的具体实施方案间还略有差异和各自优点。那么我们在实际中应该结合着电力系统中的相关技术标准分析和建设,了解到10KV裸导线的电力线路是可使用布设的避雷线手段来确保实现防雷接地的根本目的,但是现阶段这种方式的经费支出比较高并且施工中的阻碍因素比较多,所以仅选择在部分的雷电活动频率相对较高的地区布设这类避雷器,与此同时还应该严格地落实杆塔接地的工作标准。10KV绝缘线线路,对于实际电力系统中的架空绝缘线现阶段可采取如下的集中防雷技术:(1)可以安装避雷线,这种手段的避雷效果也最好,但是其可行性与难度比较大,成本比较高。(2)提高电力线路中绝缘子的耐压水平,把10KV 绝缘子改变为防雷绝缘子就能够将很大程度上有效地提高防雷水平。(3)在现实工作中的多雷区或按照相关档距所安装的线路避雷器,能够有效地减少了雷击断线事故。(4)采用延长闪烁路径的方式,这样就导致电弧比较容易熄灭,在局部上增加了绝缘的强度,假如在相应的导线和绝缘子的相连处加强了绝缘,或者采用了长闪烁的路径避雷器等。(5)局部剥离其电力线路中的绝缘导线,这样就导致局部成为了裸导线,进一步确保电弧能够在剥离的部分进行滑动,而并不是某一固定的点上烧蚀,与此同时还可为今后的施工提供一个能够挂线的地点。

3.2输电线路中的防雷接地技术

落实好输电线路中的防雷接地工作,就一定要首先结合着相关线路系统的运行模式、负荷具体的性质、电压等级等各个方面来进行全面、细致的考虑,与此同时还需要符合该地区的地形要求、雷电的强弱、土壤的电阻率等一些潜在的要求或者需求。通常情况下所选用的35KV线路不要选择全线铺设的避雷线形式,可以在其相关的变电所进线端架区域中布设长度约为1km~2km的避雷线装置,除此之外还要在较强的雷电活动范围区域内放置些金属的氧化物避雷器或者布设相关的避雷线。110KV线路就需要全面布设好避雷线,在山区还需要使用双避雷线的方式进行避雷;假如这个地区每年的雷暴平均时间小于15 天,或雷电的活动强度相对较低,那么管理人员就可酌情不布设相关的避雷线。220KV线路同样也应该全程地布设避雷线并且同时采用双避雷线的方式。在布设避雷线的过程中还需要特别关注将避雷线对边导线的保护角角度应该控制在20~30°间,另外一方面还需要严格地落实好杆塔接地工作的质量。

3.3配电线路中的防雷接地技术

电力系统中的电缆因为其自身的结构特点和其他的电气设施想连接的要求,依据实际中不同的电压等级应该采取不同的防雷技术。对35KV及其以下的电压等级设置相关的电力电缆,一般情况下应该采取在电缆的终端头附近安装相应的避雷器,与此同时再起终端头的金属屏蔽、铠装上一定要确保接地良好。对那些110KV及其之上的高压电缆,在实际中相关的电力电缆遭受雷电的冲击和电压作用时,在其金属护套不同的接地端或者交叉互互联处就将会出现电压,这种情况就可能会导致保护层的绝缘发生击穿现象,应该采取如下几种保护技术:

(1)在电缆金属的护套一端做好互联接地,在其另一端接上保护器。(2)电缆的金属护套进行交叉互联,保护器的Y接线或者△进行接地。(3)电缆的金属护套中一端进行互联接地并且加均压线。(4)电缆的金属护套其中一端进行互联接地并且加回流线。

结语

在进行配电系统建设的过程中,防雷接地装置可以将系统与地面紧密结合在一起,由接地体与接地引下线将雷电产生的电流传输到大地中,从根本上降低雷电对电力系统的损害,提高系统的安全性和可靠性。

参考文献

[1]王巨丰 陆俊杰 陈宙平.基于状态变量法的新型防雷变压器暂态过电压分析[J].电测与仪表,2015,(6).

[2]黄世和.35 kV输电线路及10 kV配电系统防雷技术应用浅析[J].机电信息,2013(6).

[3]陆尉初.如何做好配电系统的防雷与接地[J].山西建筑,2012(13).

论文作者:邱明辉

论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期

论文发表时间:2017/9/19

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