10kV配电线路的防雷措施分析

作者:未知

  【摘 要】10kV配电系统与用户密切相关,承担着向用户分配及输送电力的任务,一旦配电线路出现故障就会直接导致用户停电,给居民和企业造成较大的财产损失,影响城市的正常生产和生活。文章从10kV配电线路的雷击故障入手,通过对10kV配电线路由雷击引发的故障进行简单的分析,并提出了相应的防雷措施,以供同行参考。
  【关键词】10kV配电线路;雷击故障;防雷措施
  中图分类号:TM863 文献标识码:A
  1 10k V配电线路防雷现状
  1.1配电线路的安装问题
  在配电线路安装时主要存在着配电线路的搭建以及配套的避雷设备安装不够科学的问题,导致未能从源头上减少甚至避免雷电天气下对配电线路的损害。事实上,在大多数情况下配电线路架设时本身就存在着严重的安全隐患。如未能根据线路所经地区的气候条件以及地质条件适地适宜铺设配电线路,而是采用统一的标准进行线路安装,这就不可避免导致部分地区存在着电路故障多发的状况。还有就是在配电线路搭建时相配套的避雷设备难以有效跟进。在安装过程中,如果一个地区是少雷地区或者是雷电灾害不明显的地区,为了减少施工成本节省开支,部分工程队会选择适当减少避雷设施的装配,甚至有些监管不到位的地区直接不安装避雷设备,这就为雷电发生时造成损失埋下了巨大的隐患。
  1.2环境因素以及自身问题
  电路所经地区雷电天数较多且强度较大,以及恶劣的气候条件可能导致线路老化,使得应对雷电灾害的水平降低也是目前配电线路防雷效果不明显的主要原因。我国的部分地区为雷电多发区。即使在安装配电线路时采取了较为科学的避雷措施,并且想到了高空架设电线所需要想到的一系列问题,可在这些地区因雷电造成的电路灾害仍十分明显。还有就是由于恶劣的气候条件影响,即使是质量很好的配电线路也会在恶劣的环境下难以发挥实际效果,功能过早地损耗,线路也会很快老化。再加上雷电频发,因此就更容易发生故障。
  1.3保护以及维修装置不全
  10k V配电线路的防雷现状虽然经多次整改仍不见实际效果的另一个主要原因就是后期的保护措施做得不好,相应的维修装置也没能持续跟进,导致线路的使用期限普遍不长,甚至经过较短的一段时间就得重新铺设电路。这种思想是极其不正确的。如果线路铺设之后,后期的保护和维修工作没有做到位,一些渐渐出现的问题就难以得到及时解决,这就极容易导致雷电发生时出现电路事故。此外,由于后期缺乏必要的管护,导致所铺设的配电线路使用寿命会大大缩减,而每隔一段时间就要对线路进行更换,这就大大增加了维修成本。
  2雷击断线机理
  雷击断线故障是由配电线路雷击电压过高引起的。雷击过电压有感应雷过电压和直击雷过电压两种。感应雷过电压是指由于电磁感应作用,当雷电击线路附近的大地时,导线上将产生过电压;直击雷过电压是指当雷电击中某物体时,该物体身上产生的过电压。感应雷过电压是10k V 配电线路雷击断线或线路故障的主导因素,其导致的故障占比约高达75%,而直击雷过电压引发的故障占比约为25%。
  当绝缘导线由于幅值足够高的任意一种过电压的作用而使得导线的绝缘子和绝缘层同时被击穿时,连续的工频续流电弧将被周边的绝缘层阻隔而无法移动,使得弧根被集中在针孔处燃烧,短时间内即可将导线烧断。
  当裸导线由于任意一种过电压的作用而使得绝缘子闪络时,由于电磁力的作用,连续的工频续流电弧将沿着导线迅速移动,方向为背离电源的方向,由于受到热应力的作用,弧腹向前运动的同时也将飘浮于上空;而电弧的弧根将沿着导线表面运动。由此可见,弧腹温度略低,一般情况下该处导线并不会被烧
  3 10 k V配电线路防雷措施
  3.1加强线路绝缘
  为了改善配电线路的耐雷性能,应加强线路绝缘,如果绝缘水平提高,那么耐雷水平也会得以提高。可采取以下方法:增大闪络路径以阻止电弧的形成,降低线路的闪络率;加强局部绝缘,采用支柱型絕缘横担或更换线路绝缘子,如将配电线路中使用到的瓷绝缘子替换成瓷横担,定期检查线路上的绝缘子,如果问题及时补救,从而降低雷击跳闸率;对易击段增加绝缘子片数,提高线路的雷电冲击闪络电压,增强线路绝缘,提高线路的绝缘水平;相关数据表明:每增加一片绝缘子,则可以使冲击闪络电压提高近一倍,由此来防止绝缘导线出现断线现象。
  3.2安装避雷装置
  避雷器是一种限制雷电过电压的保护配电设备的最常见的避雷装置,避雷器在雷云放电的时候会泄放雷电荷,并且能自行截断工频续流,在短期内恢复绝缘性能,当输电线路遭受到雷击时就不会跳闸停电,保证电力系统继续正常工作,因此使用避雷器可以有效地保护输电线路。常见的种类有阀型避雷器、管型避雷器和氧化锌避雷器,其中,耐老化且性能较好的是氧化锌避雷器,它可以长期承受工频电压,不存在工频续流,可限制雷电过电压,尺寸小,通流量大,可较好地保护线路。在丘陵地带可安装避雷针,在带有拉线的杆塔等绝缘薄弱点可安装避雷器,从而加大对10k V 配电线路的防雷保护程度。
  3.3采用合适的避雷器
  在决定要在配电线路中安装避雷器之后,还要决定使用哪种避雷器才能更好更有效地发挥有效避雷的实际效果。在选择何种避雷器方面必须遵循适地适宜的原则,具体问题具体分析。在不同的配电线路架设地点,就需要采用不同的适宜当地气候条件的避雷器。例如,在相对较复杂的地方,避雷线的铺设就需要花费比一般防雷措施更多的成本,而且由于其对于地理位置的宽敞度要求较高。如果空间较小,则避雷线的防雷效果也会大打折扣,甚至还有可能产生相反的效果。因此在避雷器的选择上必须一切以时间地点条件为转移。
  3.4减低杆塔接地电阻
  据科学研究表明,感应雷的存在导致10k V配电线路在遭受雷击候容易跳闸,因此就这个问题来看,可以通过减低杆塔接地电阻,降低接地电阻促进雷电流冲击波高效泄放,以此避免雷电流冲击波对配电设备的损坏和影响。降低接地电阻的方法很多,我们平常使用的主要是以下两种:使用水平接地体,选用防腐接地装置或对原接地装置进行防腐处理,从而达到延长接地网使用时间的目的;此外就是通过把高效膨润土防腐剂添加到水平接地体周围,也能够实现减低杆塔接地电阻的效果。
  3.5保证绝缘配置的质量
  绝缘装置质量是决定保持配电线路防电性能否有效发挥的关键因素和重要条件。我们必须认识到保证绝缘配置质量的重要性,这也是从源头保证配电装置防电性能的重要手段。因此我们必须对绝缘装置的引进和安装严格把关,加大绝缘装置购进的资金流供应,加大优秀绝缘性能装置的研发。总之只有保证了绝缘装置的绝缘性能,才能保证配电装置其他性能的发挥。
  3.6雷电定位系统
  在雷击故障中的应用雷电定位系统对于目前电力系统运行质量有着直接的影响,并且依靠该技术可以在短时间内准确地寻找出雷击故障的相应位置。同时,通过应用雷电定位系统,还能降工作人员的工作量,提高雷击故障的处理效率。现阶段,国内的雷电定位系统在不断地与完善,并且通过把雷电定位系统及网络进行有效的连接,能够及时地把电网的杆塔信息录入到相应的Google地图中去。这一过程中,如果设备发生了雷击故障,那么就可以借助于雷电定位系统对故障进行准确的定位,进而便于后续问题的处理与解决。
  结束语
  总而言之,雷击问题是一个不可避免的自然问题,虽然这一现象不能阻止,但是可以通过相应的工程措施来降低雷击对线路的影响。现阶段,在进行10kV配电线路的运行与维护工作时,要对可能存在的雷击隐患进行分析,并采取针对性措施来提高线路的防雷击效果,日常工作中要加强对10kV配电网的检查与维护管理,进而有努提高10kV配电网运行的安全性。
  参考文献:
  [1]蔡光会.分析10k V配电线路故障原因及运行维护、检修措施[J].山东工业技术,2017(02).
  [2]李智良.10k V配电线路跳闸原因分析及预防措施探讨[J].电子世界,2016(22).
  (作者单位:国网安徽省电力有限公司宿州供电公司)
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