关于运行中配电设备的防雷措施探讨

作者:未知

  【摘 要】近年来,随着我国社会经济的迅猛发展,人们生产和生活对电力资源的需求量越来越大,电力工程建设在取得显著发展成就的同时,其中越来越多的电力事故也引起了人们的关注和重视。引发电力事故的原因多种多样,错综复杂,雷电就是其中一个。雷电损坏配电设备的原理主要包括损坏变压器的原理,损坏架空导线的原理和损坏绝缘导线的原理,本文主要分析了配电设备运行工程中,如何做好防雷措施。
  【关键词】配电设备;防雷;危害;措施
  雷电是一种非常普遍的自然现象,往往会带来巨大的电压,严重威胁电力系统的正常工作。雷电对电气设备的危害非常之大不言而喻,雷电严重威胁着配电设备的安全,轻则配电设备失灵,重则配电设备烧坏,甚至导致人员伤亡。因此加强对雷电的认识,做好相应的防雷措施不容忽视。加强防雷工作可以有效减少雷击跳闸的次数,将线路损坏的概率降至最低,提升供电运行的质量和安全性。笔者从雷击的危害途径分析入手,对如何做好配电设备运行中的防雷工作提出了几点思考。
  1雷击的危害途径
  1.1雷击过电压
  直接雷击过电压分为直击雷和雷电波侵入。带电的云层对大地上的某一点发生猛烈的放电现象,稱为直击雷。直击雷拥有巨大的破坏力,不及时泻放入大地,将严重破坏或伤害甚至直接摧毁遭受雷击的物体。雷电波侵入是指雷电不直接放电在建筑和设备本身,而是对布放在建筑物外部的线缆放电。雷电波以光速沿着电缆传播,侵入并危及甚至可能在不知不觉中损坏电子设备和控制系统。
  1.2地电位反击
  具有避雷装置的建筑物或设施被雷电直接击中,雷电流将从接地部分流向供接地设备,或者击穿大地绝缘而流向另一设备,反击破坏电子设备。导线回路未实行等电位连接,则可能产生火花放电。地电位反击还可以感生出反击电压,有些反击电压高达几千到几十千伏甚至数百千伏并且沿着各种形式的接地线,以电磁波的形式向更大的空间范围传播,造成大面积的破坏。
  1.3雷击电磁脉冲
  建筑物附近或建筑物防雷装置遭受雷击时,被雷电击中的装置的电位升高以及电磁辐射干扰。雷电流沿金属导体引入造成雷电波侵入建筑物内或由于电磁干扰的感应效应使雷击电磁脉冲以能量场的形式耦合影响敏感的电子信息设备,使之产生过电压或过电流损坏的现象。
  2 雷电损坏配电设备的原理
  2.1损坏变压器的原理
  感应雷和雷电波入侵时,瞬时电压会达到几十万伏,可以通过正逆的方式不断变换过电压,使得配电变压器将外部绝缘完全击穿,甚至可能出现较为危险的安全事故。造成这种结果的主原因有两种。一是正变换过电压产生的基本原理。当雷电波入侵后,冲击电流会在高压绕组中产生一定的感应电动势,从而造成高压侧出现一定的感应电压,称作正变换。二是逆变换过电压。当冲击电流流过三相低压绕组时,会有一定的磁通量产生,从而将匝间和层间的绝缘完全击穿,出现高压绕组产生过电压的情况,称为逆变换。
  2.2损坏架空导线的原理
  当直击雷或者感应雷直接在架空导线中作用时,很容易出现绝缘子闪络的情况。由于电磁力的原因,电流会顺着导线不断移动。当电弧开始移动的时候,弧腹会沿着弧根的运动而不断移动,在受到热应力作用后,逐步向上空的位置移动。弧根位置的温度通常较高,会对导线本身造成一定的烧损;弧腹位置的温度略低,则不易出现烧损。
  2.3损坏绝缘导线的原理
  当直击雷或者感应雷在绝缘导线中产生作用后,会使导线的绝缘层出现闪络。一般而言,只要绝缘层被击穿,其外层会呈现出针孔形状。由于周边绝缘层的影响,它将完全无法移动,进而出现燃烧,导致导线完全烧断。
  3配电设备运行中的防雷措施
  3.1做好绝缘工作
  配电线路绝缘水平的高低,将会直接影响到线路抵御雷电能力。农网低压线路采用的绝缘子,绝缘配置比较低,雷雨季节的,空气潮湿的环境,配电线路绝缘将大幅下降,很容易受到雷电压影响,引发线路绝缘闪络或击穿现象。同时,绝缘下降,还有可能发生相间、相对地发生放电故障。所以,要努力提升配电线路绝缘。主要途径有:(1)将绝缘子的绝缘等级提高一级。(2)及时修复导线外皮破损处,恢复其绝缘。(3)接入的低压配电设备、装置,必须绝缘良好。(4)低压线路尽可能不使用裸导线。(5)要加强漏电保护安装率,实现故障自动隔离。(6)利用大修技改项目资金,开展老旧低压线路、分支线路以及巷线改造,彻底提高低压线路绝缘。
  3.2加强防雷措施的相关管理
  配电线路遭受雷击的现象非常常见,为不至于影响人们的正常生活和工作,对于防雷措施的安装和经常性检修就显得十分必要。目前,最为普遍且有效的方法就是在必要位置增加防雷装置和过电压保护器以达到对配电网络最大限度的保护。施工中可以使用完全绝缘的导线或通过局部绝缘来提高整个线路的绝缘水平。但这样一来,施工及维护成本就会大大提高,故而要通过实地考察结合多方面的因素,对防雷措施的设计以及施工方案进行调整。与此同时,还要注意对防雷措施的保护和维修。应注意避开腐蚀性物质,避免防雷装置遭到腐蚀而失去效用。对于不可避免的老化问题,应定时更换老化部件。而且防雷装置要定时更新,以达到最高效的防雷效果。
  3.3合理接地设计
  通过接地设计能够将雷电瞬间产生的电流导入大地,避免电流在某一地点的过渡集中,以此保护电气设备的运行安全。良好的接地设计应该具备较好的引导性,能够将电流充分引入地下,同时,要有一定的抗压能力,防止地面电压的反击。在以往的接地设置中,经常会使用设备单独接地的办法,但这一方式已经不能满足现代电气设备的防雷要求。现阶段的接地设计,应该是采用共用的防雷接地系统。在这一系统中,接地设计是关键,对此,设计人员应该遵守国家相应的规范准则,结合具体实际,实现最好的防雷效果。
  3.4科学布线设计
  建筑内外部的各种导线是雷电向电气设备传导的主要媒介,科学的导线设置,能够最大限度的防止雷电电流向设备的传导,以此达到保护设备运行安全的效果。在人的日常生活中。导线涉及电视、电话、照明、厨卫等各个方面,这些都是导线布置的重点内容。对此,设计人员可以从两个方面进行考虑:第一点,以绝缘管保护导线,实现对导线的屏蔽;第二,尽量将导线设置在应用场所的重心位置,降低电磁波的有效感应。
  3.5定期检修电路防雷装置,及时的更新旧设备
  相对于高压线路防雷,低压线路防雷问题往往容易被疏忽或不被重视。低压避雷装置或避雷器安装率寥寥无几,其运行维护的工作比较被动滞后,一组低压避雷器安装后,对其运行状态、接地电阻情况掌握很少,发生雷击时,也往往归咎为自然因素,没有从低压线路防雷能力提升角度,开展日常低压运维工作。在日常运维工作中,要针对发生雷击现象,增设低压避雷器,定期开展巡视、检修,及时更换击穿损坏的避雷器,对超标接地电阻要进行改造。同时,要及时的更新和改造老旧低压线路和设备装置。要结合低压线路所处区域的自然环境采取合理的防雷措施,针对雷电灾害比较严重的杆段要进行多层的线路防护,同时配合维护检修,配电线路避雷器要选择敏感度较高、质量可靠的避雷器安装入网,也可以在低压线路的适当位置安装放电间隙,释放雷电压,通过采取多种防雷措施,最大限度的提升线路防雷的能力。
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  (作者单位:柳州电力勘察设计有限公司)
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