浅谈10?kV架空配电线路防雷措施

发表时间:2020/7/20   来源:《中国电业》2020年2月第6期   作者:杨国鹏
[导读] 架空配电线路运行下长期处于室外环境,容易受到雷电等自然灾害的侵
        摘要:架空配电线路运行下长期处于室外环境,容易受到雷电等自然灾害的侵袭而产生故障问题,威胁配网安全运行。对此需要做好10?kV架空配电线路防雷措施,文章通过对配网防雷的重要性进行分析,探讨10?kV架空配电线路运行下常见的防雷措施。
        关键词:10?kV;架空线路;配电线路;线路防雷
        引言
        随着生活水平的提高,人们对电力系统的可靠性要求也越来越高。10kV配电线路作为电网向用户提供电能的关键部分,有着保障工农业稳定用电的重要职责。由于10kV配电线路结构复杂、绝缘水平低,且大部分没有安装避雷器等防雷设备,经常会遭雷击导致线路断线、绝缘子闪络等故障。通过雷害故障统计分析,10kV配电线路雷击故障约占电力系统总故障的50%~60%。雷击线路不仅会损坏电力系统设备,造成重大的经济损失,而且对人们正常的生活秩序有很大的影响。
        1配电网防雷的实际意义
        供电行业的发展对我国国民经济有重要的作用,现阶段,各行业对于电力供应的要求日趋提高,而配电网是整个系统运行中的重要环节之一,其运行的安全程度对供电的质量有着直接影响。在实际运行过程中,由于客观条件以及人为管理等因素,使其日常运行存在安全隐患。其中,雷电灾害对电网的安全危害性大,不仅会影响电网本身的安全,还会形成大面积的供电故障。就目前的形势而言,配电网中的设施较多,且分布在不同的区域,与实际用户具有直接关系。而部分线路绝缘体的性能差,也未进行相应的防雷举措,使其极易受到雷击,不仅会造成电网瘫痪,还可能影响附近居民以及管理人员的人身安全。因此,加强配电网的防雷保护是电力企业维持长久经营运行的重要工作。
        2 10kV配电网雷击事故原因
        发生雷击时,雷击发生地周围电力设备会产生一定的磁场反应,使得电力设备、线路的静电分量、辐射分量、磁分量等激增,配电线路传递中容易出现反应过电压问题。雷电流大小、雷电通道距离、线路悬挂高度等都会影响配电线路的过压幅值,引发雷击事故。10kV配电网雷击事故多存在如下5个表现。第一,雷暴日数Td越高,表示该地发生雷电气象越频繁,配电网出现雷击事故的可能性就越高。第二,随着避雷保护器使用时间的加长,其防雷性能可能出现下降,难以起到预定的防雷效果。第三,施工单位在建设配单网时没有严格控制工程质量,导致绝缘子技术参数不合理、质量不过关,绝缘效果不明显。第四,10kV配电网在日常运行中接地装置可能存在年久失修的情况,导致接连部分受到锈蚀。第五,对绝缘子、避雷针的维护力度较小,导致配电网绝缘参数、耐久度降低,若发生雷击灾害,容易出现变压器爆炸、瓷瓶破裂、避雷器短路烧坏等问题,破坏配电网的安全性能和稳定性能。
        3 10kV架空配电线路防雷的措施
        3.1架设避雷线
        避雷线架设在线路上方并且直接接地,可以降低雷击事故的概率,提高线路耐雷能力。避雷线可抑制感应雷过电压,以距地10m的架空线路为例,通过计算可得在线路遭受雷击时的感应雷过电压约为500kV;当架设避雷线后,感应雷过电压约为300kV,比未架设避雷线感应过电压降低近20%,由此可见避雷线可以有效抑制感应雷过电压。根据电力方面相关规定,电压等级1~10kV的架空线路,一般不架设避雷线;但是应根据负荷重要程度、地区雷暴日大小、地形条件及总投资等因素,选择架设避雷线。
        3.2防雷装置的安装
        10kV配电线路在分类上属于高压配电线路,因此对于它的防雷装置的设计和安装都有一定的要求。10kV配电线路的运行电压较大,输送电量较多,再加上大部分的线路所在的自然环境又比较复杂恶劣,因此必须要根据各地区的地理环境和气候条件的差异,有针对性地考虑防雷设备的设计和安装,这样才能确保防雷设备充分发挥防雷性能。10kV配电线路防雷设备进行合理的安装,需要考虑两个方面。第一,重视对防雷装置的安装。在10kV配电线路的施工过程中,不但要考虑到运输线路的安装,还要重视对防雷装置安装进行合理的设计。

这就要求施工人员在防雷设备安装之前,对当地的地理环境和气候条件进行充分的了解,进而对防雷设备的安装进行恰当的选取和设计。这样根据地区的不同进行不同的设计,才能满足区域环境要求。第二,重视安装后的检查工作。在按照标准的方案进行防雷装置安装以后,还需要对安装的防雷装置进行系统的检查,确保每个设备的安装都达到规定的安装标准。
        3.3增加配电线路绝缘层厚度
        在10kV配电线路防雷工作中首先就要注意线路的绝缘层厚度,尽量选取一些绝缘层较厚的线路,切实增加防雷工作质量,保障10kV配电线路正常运行。假如配电线路出现感应雷电而发生过电压现象,还有配电线路外部绝缘体的质量不足,其可靠性和适用性就会逐渐减少,进而造成绝缘子的损坏。为了能够进一步保护绝缘子的正常使用,就需要使用高质量、耐用的电路材料,并要严格按照规章制度安装10kV配电线路,进一步强化配电线路质量。要切实增加配电线路外部绝缘体的绝缘层。要提高对绝缘层的认知,重视绝缘层的厚度。进一步提升供电系统的稳定性,增加电力企业的供电质量,强化供电服务质量。
        3.4降低接地电阻
        降低接地电阻可采用两种方式:第一,水平接地,该种方式的应用范围较广,但其本身对于气候以及自然环境的要求较高。例如,在气候较为干燥且土壤中电阻程度较高的地区并不适宜采用水平接地体的方式,会影响整体的施工效果。第二,降阻剂,该种方式可以与上述的水平接地法形成良好的互补,其本身具有较强的吸附力,并能够在土中进一步渗透,自行提高保护的水平,具有长期的保护效果。相关人员借助降阻剂,可以增加水平接地体的面积,有效的接地电阻处理,有利于提高配电网整体的防雷能力。
        3.5采用新型绝缘子
        使用新型绝缘子替换传统的瓷质绝缘子。如果出现零值但无出现明显特征时,施工人员是很难发现的,将影响绝缘子串耐压水平,一旦这时发生雷击事故,容易出现闪络。由于玻璃钢绝缘子失效后会出现自破零值的现象,使用玻璃钢绝缘子后,线路绝缘水平会有不同程度的提升,能有效改善闪络事故。相较于瓷绝缘子,玻璃钢绝缘子的失效检出率更高,通过消除劣质绝缘子以及零值绝缘子,攻克线路绝缘弱点,进而降低绝缘子雷击闪络概率,提升线路的绝缘水平。
        3.6增加间隙保护工作
        在防雷工作中,可以在绝缘子串上可以增加两个金属球电机,就能够有效的保护间隙。在导线受到电击以后,地线和导线之间就会出现雷电过压的情况,也就是常说的绝缘子串两端,在这个时候就绝缘子两侧的放电电压就会比间隙放电压雅高出很多,就能在出现雷击的时候对绝缘子串进行有效保护。假如是绝缘导线,由于绝缘导线在相关设备的保护下,就十分难以出现电击的情况。因为短期能够自动回复空气绝缘,在一定程度上提高了重合闸的成功率。在增加保护间隙加装以后,线路抗雷随之降低,进而经常出现跳闸情况。为此就要充分增加对间隙的保护工作,进而减少跳闸概率。只有遇能够保障间隙的保护工作,才能切实提升配电线路的防雷工作,进一步增加防雷质量,维护好配电网的顺利工作。
        结语
        综上所述,10kV配电线线路较长,结构比较复杂,管理和检修难度较大,配电网发生雷击事故,不仅会影响居民正常用电,而且可能阻碍工商业正常运行。供电单位应重视10kV配电网防雷技术的提升,尽可能降低10kV配电线路的跳闸率,避免配电网出现雷击事故,提升10kV配电网运行的可靠性和安全性,保障电力系统运行的稳定性。
        参考文献
        [1]李傲岸,刘崇新,王安迪,等.10kV配电线路防雷仿真分析[J].电工电气,2015(8):13-17.
        [2]刘健,杨仲江,华荣强.10kV配电线路采用避雷器防护研究[J].高压电器,2017,53(9):181-185.
        [3]李海涛,胡元潮,安韵竹,等.10kV配电线路感应雷过电压特性及影响因素[J].水电能源科学,2017,35(6):190-194.
       
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