浅析10kV配电线路防雷保护措施论文_陈慧聪,贾依宁,张燕,贾庆涵,陈良

浅析10kV配电线路防雷保护措施论文_陈慧聪,贾依宁,张燕,贾庆涵,陈良

(国网辽宁省电力有限公司阜新供电公司)

摘要:电力设备的安全性直接关系着电网的正常运行,是电力系统正常运行的重要保障,稳定的电网运行是客户用电可靠性的基础。在电网运行中,有许多因素会危及电网的正常运行,其中雷电对电力设备的损害性最大,所以在配电线路上要做好防雷保护措施,减少因雷电而引起的跳闸次数,使雷电对配电线路的损害尽量减少到最低。

关键词: 10kV;配电线路;防雷保护措施

目前,10kV 线路防雷存在的问题越来越受到重视,因为其线路绝缘水平低,不能有效防止雷电过电压,常常造成断线、击穿绝缘子、烧毁避雷器等事故发生。随着电力市场对供电的要求越来越高,配电的供电可靠性有待提高,对配电线路的防雷应当引起重视,并应采取相应的措施来减少雷击故障,这就使配电线路防雷措施的选择问题提出来了。雷击断线事故,是应用绝缘导线中最突出的一个严重问题,这引起国内外防雷工作者们的广泛注意,并积极开展对等试验研究工作,并找到许多有效的防治措施。

1雷电的危害途径

雷电能够产生危害的途径大致上可以分为五种:第一,直击雷,作用原理是,雷电直击在建筑物或者相关的物体上,由于是直接作用,没有其他的阻隔物体,所以产生的危害是比较大的。第二,在雷云下,会有静电感应的现象发生。针对不同的架线高度,会有不同程度感应电压,这种情况一般都是在雷云下,会有一定的静电效果产生,由此而产生的雷击 第三,由电磁感应产生的雷击,这类情况的发生一般都是由引下线导致的,引下线在埋入地下的时候,周围或多或少的会存在一些金属线管,而这些金属线管又会产生一定的磁场效应,当天上打雷时,经过引下线和地下的磁场发生了电磁感应,而产生的雷击。第四,由于现在好多的地方都设有防雷系统,比如避雷针,避雷网等,当发生雷击的时候,雷电直接击在这种避雷设备上,这种避雷设备会产生一定的反应,产生了电子效应后,在地表的地电位上升,产生一种高压,这种高压通过接地线返回避雷设备,造成了一定的反击。第五,当发生雷击时,直击雷会直接作用到配电线路上,再加上静电流的过电感应,这两种电流的汇合,一起进入到设备里,就会对设备造成一定程度的损害。

2,10Kv配电线路防雷现状

根据目前我国的情况,10kV 配电线路系电力系统中公里数较长且与用户关联最为密切的电压等级线路。同时我国大、中城市 10kV配电线路采用绝缘导线作为架空配电线路的愈来愈多,这样就有效地解决了裸导线难以解决的走廊和安全问题,与地下电缆相比,具有投资省,建设快的优点,但也带来了一些新的技术问题,其中之一就是绝缘导线在运行中的雷击断线。下面从 3 个方面对此进行简单阐述。

2.1 当雷击架空绝缘线路产生巨大雷电过电压,当它超过导线绝缘层的耐压水平时(一般大于 139kv)就会沿导线寻找电场最薄弱点将导线的绝缘层击穿(通常在绝缘子两端 30 公分范围内),形成针孔大小的击穿点,然后对绝缘子沿面放电形成闪络,最后工频电弧向绝缘子根部的金属发展后形成金属性短路通道,工频电弧固定在一点燃烧后熔断导线。

2.2 我们知道,10kV 配电网的防雷设施目前有很多缺陷。大多数的配电设备没有按规定安装防雷装置,还有的没有根据地区特点实行有针对性的防雷措施;有部分避雷器采用阀式避雷器;其次,有些避雷器和弱电设备与主地网(地极)共用,防雷质量严重低下。由此可见,我国的总体防雷规划严重不足,所以,我们应该根据地区特点,建设有针对性、质量上乘的防雷设施。

2.3 10kV 配网中主要有两种接地方式,即中性点非有效接地系统(中性点经消弧线圈接地也属于该类型)和中性点经小电阻接地系统。前者占有比重较大,这对于雷击活动频繁的多雷地区,开放型农网供电及配网自动化尚不完善的供电网选择中性点非有效接地方式是合理的,而对于负荷集中且由电缆供电的市区负荷中心应采用中性点经小电阻接地方式。将架空线改为电缆线路,以地电位来保护导线,这是最安全可靠的,但郊区和用户线路,由于其价格较高,难以实施,目前,城网改造中虽主张电缆入地,但都用于城区,不是以防雷为目的,而是为了净化市区空间。从整体上看,我国的防雷资金投入还有不足,同时防雷设备的改造能力也比较落后,也没有完善相关的管理工作,10kV 配电网防雷设备的管理工作都流于形式,工作人员对防雷设施的具体情况很难掌握,因此对可能出现的雷患不能做到有效预防,这些问题都是几代解决的问题。

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3配电线网防雷击的措施

综合防范雷击措施主要从两个方面考虑,即能避就避,实施有效措施促使雷电流不通过设备进入大地(避开设备);此外就是避不得也要蔽,促使雷电流通过整体屏蔽(均电位)的设备进入大地,二者也可以综合起来一同并用,实践表明二者均能取得显著的防雷效果。当前,对配电线网的防范雷击措施主要注重在三个方面,即:1.雷电流在任何一条高压配电线上产生的雷击故障造成影响区域规模以及其可能发生的概率;2.确定其防范雷击保护的能力;3.建构针对于实际的配电线网能够利用的所有相关防范雷击的措施。

3.1使用避雷器

目前,世界各国均已普遍采纳线路合成绝缘氧化物避雷器使用在配电线网防雷,并且取得很大的成效。避雷器放电的同时能够泄放雷击荷,并且还能于短时间内恢复绝缘性能,配电线路也不会发生跳闸现象,这是值得推崇的,但是必须保证雷击荷泄放的正常顺利,一定要保障接地电阻尽量的弱。

3.2架设架空避雷线

借助架空避雷线的屏蔽功效来保护lOKV配电线网,算是一种比较平常的有效方法。此方法的实施效果很好,并且能够减掉繁琐的维护麻烦,可其同时也具备投资成本偏高;防范绕击的效果比较差,容易促使线路遭到反击的缺点。

3.3安置线路过电压保护器

过电压保护器系一种比较科学可靠的保护电器,主要应用于对发电机、开关等电气设施的绝缘免遭过电压破坏的保护方面。此线路过电压保护器,近似于附有外间隙性质的氧化锌避雷器。

3.4保护线路应有的绝缘水平

保持配电线路的绝缘水平维护其应具备的绝缘性能是配电线路安全运转的基础,具体应当注重如下几个方面的工作:1.强化绝缘子性能的整个过程管理,以保障挂网运转绝缘子性能的良好;2.强化运转中绝缘子性能的零值检测工作;3.及时更替挂网运转的低劣绝缘子;4.针对个别雷电发生强烈跳闸频率高的杆塔,可适量增添绝缘子片数,以提升承载反击电压的能力。

结束语

雷电是一个古老而又复杂的自然现象,单纯依靠某项保护措施难以解决绝缘配网的防雷问题,必须采取综合防雷措施才能有效的防止雷击事故发生。虽然 10kV架空线路雷击跳闸不可避免,但只要领导重视、措施到位,绝缘导线的雷击断线问题是可以得到较好地解决的。

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论文作者:陈慧聪,贾依宁,张燕,贾庆涵,陈良

论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期

论文发表时间:2017/12/20

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