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电力配电系统中的防雷与接地技术

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  【摘 要】雷电是一种自然现象,随意性很大。配电系统受雷电的危害是有目共睹的。为了避免直接和间接的重大经济损失,有必要对配电系统的防雷与接地技术进行探讨。因此笔者从雷电产生的原理以及雷电的破坏性出发,寻找避免雷击事故的方法,从而保证线路和设备免遭雷击。而良好的地接系统是配电系统免受雷击的重要一环。
  【关键词】配电系统;防雷;接地技术
  1 配电线路的防雷接地技术
  1.1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個能够挂线的地点。
  1.2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。
  1.3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
  2 电力配电系统设备的防雷与接地
  2.1 配电站所设备
  配电站所主要利用避雷针和避雷器防雷。建筑物由顶部避雷带、网状接闪器、建筑物的梁、柱、楼板和四周墙体内的主钢筋作引下线,利用地下钢筋混凝土基础作为接地体。其次在配电站所的进出线高压开关柜上加装避雷线也是防雷的主要措施。
  2.2 计算机、通讯等自动化设备
  在对计算机、通讯等自动化设备进行防雷接地处理的过程中,设计人员要注意对上述设备位置、功能等进行分析,依照建筑物的重要信息传输系统及设备接地要点对接地及防雷进行合理设置。计算机、通讯等自动化设备的防雷与接地要尽量采取等电位方式与建筑物的接地网连接。对设备或建筑物中雷电风险较高的地区可以适当辅助避雷器装置。
  2.3 配变变压器
  在对配变变压器进行防雷处理的过程中,设计人员要根据配变变压器多的各项操作及安全问题对低压侧避雷器进行合理选取,建设完成避雷网络及避雷体系。在低压侧安装避雷器配变变压器时要对联合接地方式进行合理选取,可以采取3点联合方式对上述的各项变压器控制内容进行确立,形成完善配电网络系统。但是在上述的操作过程中非常容易出现变压器电压过高导致的压测绕组故障问题。因此,在对配变变压器防雷处理时还要在低压侧加用避雷器。当低点位上升的过程中可以通过避雷器进行放电,降低可能出现的线圈过压现象,将高压中性点过电压限制在可承受范围内。
  3 新型接地棒分析
  3.1 传统接地材料局限性
  传统电力配电系统的防雷与接地主要是通过镀锌角钢实现,通过单点或两点接地完成避雷操作,但是上述材料具有非常明显的局限性,在很大程度上限制了电力配电系统的使用质量及效果,其主要表现在:
  3.1.1镀锌扁钢的标准长度为2.5m,在部分土壤电阻过高的地方其阻值远远超过4欧姆,无法满足国家标准需求。
  3.1.2镀锌角钢在使用的过程中截面面积较大,施工的过程中需要对工程进行大面积开挖,可以在很大程度上造成路面损坏,导致安装经济效益大大折扣。除此之外,镀锌角钢在安装的过程中操作难度较大,安装周期较长,费时费力。
  3.1.3镀锌角钢在使用的过程中非常容易出现腐蚀现象,这种现象直接造成镀锌角使用过程中出现断裂的风险上升,导致工程质量大幅降低。除此之外,在上述状况下截面腐蚀会在很大程度上降低镀锌角的导流能力,容易产生二次反击事故。
  3.2 铜镀钢接地体的优点
  铜镀钢接地体在使用的过程中接地棒埋入地下,主要通过螺纹连接器组装成为任意的长度,这种接地体能够在很大程度上降低接地电阻,确保电阻达到国家标准接地要求。铜镀钢接地棒具有非常高的耐腐蚀性,开挖的过程中只需要开挖12cm*12cm表面,降低了开挖面积和公路翻修状况,施工难度大幅降低。该接地棒接地面积非常小,安装非常方面,最大限度降低了对路面的损坏状况。
  与此同时,在使用铜镀钢接地棒的过程中还可以钢材的导电性,使用周期大幅上升,在很大程度上降低了维护费用,从根本上满足电力配电系统经济效益目标,达到了防腐和降低电阻的目的。
  4 结语
  在配电系统中的防雷和接地应该全面从工程的设计环节就进行认真考虑,应该依据作业中各地的具体情况,采取一切有效、可行的防雷技术和方案,选用那些质量比较可靠的电气设备与可靠性相对较高的防雷设备,与此同时还应该真正地遵循等电位的根本原则,做好符合规定和要求的共用接地网装置,综合地考虑好防雷和接地,线路与设备才能够有效地避免遭受到雷击危害的可能性。
  参考文献:
  [1] 童凌.配电系统的防雷与接地措施研究[J].科技风,2014
  [2] 王长成.工厂变配电系统的防雷与接地探索[J].无线互联科技,2013
  [3] 黄小菊.浅谈配电系统的防雷与接地问题[J].民营科技,2011
  (作者单位:国网黑龙江省电力有限公司大兴安岭供电公司)
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