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摘要:随着我国现代化建设的不断推进,电力配电系统也成为了我们日常生活中用电的基本保障,而配电系统的运作安全性也直接决定了人们日常生活和发展的用电安全。而雷电是一种不可控的自然现象,不但会造成严重的大范围瘫痪现象,影响人们的用电体验,同时也会造成严重的危险事故,而且线路和设备经受雷击所导致的损坏,也会导致巨大的经济损失。所以,针对电力配电系统进行防雷接地设计便是至关重要的,在保证电力系统的运作稳定的同时也保证了人们的用电安全。
关键词:电力配电系统;防雷;接地技术
一、防雷接地工作原理
防雷接地的设计是以雷击原理为基础,其设计的主要目的是通过人为设计使雷电产生的能量可向大地泄入,对建筑物和用电设备达到有效的保护作用。由于受蒸发作用的影响,水分进入大气后遇到冷空气会凝结成冰晶,积雨云便形成了。随着大气运动的云层在此过程中会带上电荷,使大地和云层之间出现类似于电容器的带相反电荷的电荷感应,这些电荷量聚集到一定程度就会把大气层击穿,进而产生雷击。人们通过对该原理进一步分析设计出运用金属导体对雷电电流进行吸引的防雷接地设备,提前把接地网络设置在大地内部,电流通过网络向大地导入,达到减少建筑物遭雷电中较强电流破坏的目的。
二、雷击现象对电力配电系统的危害
雷击作为一种常见的自然现象,当大气中出现大量正负两种电荷的雷云时,若是两种不同电荷的雷云相互接触,或是距离过近,以及雷云和地面凸出建筑或物体接近时,这时候便会在物体和雷云之间产生强烈的反应,进而导致一种气体性放点情况,这便是雷电。自然界经常出现的雷击形式主要有感应雷、直击雷和雷电侵入波等。若是动物或人遭受雷击,那么会造成严重的伤亡现象,而若是电力配电系统以及设备遭受雷击,那么会瞬间造成高压冲击,破坏设备和配电系统的绝缘层,造成短路甚至是爆炸等危险事件,同时也会导致大范围停电现象,对人们的用电稳定性带来不利的影响。除此之外,雷击还会导致较为强烈的电排斥力,当建筑物遭受雷击时也会导致其结构的损坏甚至整体坍塌等。因此,在电力系统设计过程中,为了能够有效降低雷击发生的概率和危害,必须要采取有效的防雷接地措施,常用的防雷接地设计包括接地体和接地引下线,而接地电阻的用处便是将雷击所产生的电流输送到土地中,避免这股电流对电力配电系统和人造成危害。
三、配电线路的防雷接地技术
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進行防雷,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。
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。
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。
四、接地保护措施
1、电厂配电接地电阻稳定性
电厂配电接地电阻数值的稳定性状态,会对设备的漏电保护能力、电压稳定功能造成巨大的影响,当接地保护电阻在工作环节出现持续波动的问题,就无法作为继续施工的信号,需要工作人员迅速优化电阻设置,只有达到标准条件、电阻数值比较稳定的情况下,才能进行下一个施工流程,以免对后续项目的开展和落实造成不利影响。
2、电厂配电接地保护与接零保护的选择
电厂配电接地保护工作与接零保护工作各具特色与优势,但是在建设之前一定要根据电厂配电设备的具体要求选择相应的接地保护技术,切勿两种技术同时使用。
3、自然接地体
在设计与施工过程中通过自然接地体进行接地设计可以有效降低投资资金。但是在自然接地体的选择过程中一定要综合考虑其稳定性,是否能够达到电阻数值符合设计需求与稳定条件,如果以上两点均具备那么即可视为有效,不需要加装人工接地装置也可以完成接地设计的根本目标。
结束语
总之,电力配电的防雷接地系统工程比较复杂和系统,所以相关单位应对其给予充分重视。电力部门应该根据实际情况制定针对性的防雷措施,对避免雷击进行合理的设计。科学的电力施工流程是顺利实施相关规划的保证,也只有这样才能最大程度地降低雷击损失,为供电系统顺利的运行奠定坚实基础。
参考文献
[1]夏广坤,张杨.电力系统及设备的防雷与接地技术研究[J].信息系统工程,2015(11):43.
[2]俞磊.刍议如何做好配电系统的防雷与接地[J].环球市场,2016 (25):173.