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摘要:10千伏线路有着分布广,结构复杂,绝缘水平较低等特性。而且相关数据表明,雷击跳闸在10千伏线路跳闸中占的比例相对较大,严重危害10千伏网的安全,降低了供电可靠性,给人们的生产和日常生活带来诸多不便。因此,研究10千伏线路的防雷措施,可大大减少10千伏线路故障,进而降低电网事故的频率发生。本文主要就10千伏线路防雷措施进行了分析和研究。
关键词:10千伏线路;防雷措施;分析和研究
前言
通过对10千伏线路运行过程中的安全隐患进行分析和调查发现,10千伏线路受到雷击危害和影响较大。10千伏线路大部分跳闸问题都是由雷电灾害所造成的,尤其是在一些复杂的地区,土壤中电阻较大,产生雷击发的频率更高。对此,必须对10千伏线路防雷工作要点进行详细探究,保障10千伏线路安全运行。
1.10千伏线路受到雷击的原因分析
10千伏线路易受到雷击破坏的原因主要源自三个方面:第一,10千伏线路自身的伤害,雷电具有超高温、高辐射压强、高穿透性等特点,在阴雨天气时极易对塔台造成严重破坏。第二,雷电易造成10千伏系统的破花,被击中时电压瞬间增加,并导致10千伏系统的变电设备以及容电设备发生击穿事故,从而影响到整个10千伏线路的使用。第三,施工人员易受到雷击危害,10千伏网络被设置在较高的位置,其导电性引发的引雷效应易对检修施工的人员造成身体伤害。
至于10千伏线路受到雷击的原因,也可从以下三个方面进行解释:首先,该10千伏线路防雷水平较低,这类问题集中地出现在一些经济欠发达的地区,由于防雷措施及配套设施没有及时更新,导致这些地区的10千伏线路十分脆弱。其次,线路的绝缘水平较低。10KV线路遭受雷击时,其表面的电压值迅速增长,由于线路的绝缘性较差,导致线路被击穿,无法在短时间内得到修复,因而严重地影响到人们的生产及生活。最后,10千伏线路的安装过程中暴露出诸多的安全隐患。这类问题的出现带有很大的人为性,由于电力公司在检测线路时没有把好质量关,或是在防雷处理上缺乏周密的筹划,因而降低了10千伏线路的安全性和稳定性。
2.10千伏线路防雷击跳闸措施
2.1做好防雷设施运行管理工作
在设计电力供应线之前,需要根据天气条件和周围环境,对这些电力供应线进行了详细审查,以使电力供应线的配置合理化,合理安装防雷装置。根据观察我们发现,一个相对比较空旷的地区,地雷事故频繁发生,因此需要大幅度增加防护装置,防雷设施必须疏散一些,在暴风雨频繁的地区,就能对土壤强度进行检测,以防止泄漏。从避雷针的选择中,我们需要检查它们的质量,并选择高质量的产品,高度重视每个环节的防雷问题,并确保设施的安全。这样能够使整体的10千伏线路管理更加有条不紊,确保电力供电正常运行。
2.2重视对防雷设施进行改造
管理人员需要进行组织规划和开发更先进的工具,作为电网整改的一部分,就需要确保防雷设施的整修工作有条不紊地进行。例如,可以使用更好的绝缘体提高电力供应线的绝缘效率;可以安排固定时间来检查地面电阻,以确定它们是否在所需范围之内。防弧保护工具可以安装在架空绝缘线上,以避免故障;电缆连接器可以更换,选择更好的安普线夹;可将具有有效防雷效果的分流线添加到架空线上,能够控制接触电压和传输电压到较低的水平。所以说,要更加有效地调整防雷措施,可以大大提高其效率,并使电力线路更好的运行起来。
2.310千伏线路的具体防雷措施
10千伏线路电杆的高度是线路防雷水平高低的基础因素,过高的电杆产生雷击的概率更高。因此要在架设线路时尽量选择高度较小的电杆,提高线路防雷的基础性能。在合理的电杆高度下,线路中还应采取以下防雷措施。
2.2.1架设避雷线
架设避雷线可以有效防止雷对导线造成直击,对雷电进行有效地分流,防止过大的雷击电流,降低杆塔电压,保护电线的绝缘层。对于避雷线架设,要选择合理的地理位置,要架设在比较宽敞的场所,否则不但不能起到防雷效果还会出现防雷反效果。冲击系数的设置是避雷线发挥防雷作用的关键,其工作原理是设置值为α的冲击系数,代表避雷线与被保护导线两者之间的关系,其中被保护导线已做绝缘处理,那么当雷击产生的感应电压远小于避雷线,避雷线就可以有效地分担感应电压,保护绝缘导线。避雷线的防雷效果非常强,唯一的缺点就是成本比较高,需要供电部门进行合理规划使用。
2.2.2安装避雷器
避雷器的选择要考量避雷器的耐雷性,并进行相应的耐雷测试,确保其足以应对首次雷击及后续雷击对10千伏线路带来的感应电压的增加。
目前10千伏线路的避雷器是氧化锌避雷器。这种避雷器的放电效果较好,可以有效地截断工频续流,对10千伏线路的感应电压起到限制作用。但避雷器的防雷控制范围比较小,安装过程需要根据线路的情况进行不同组数的安装,来增强10千伏线路的防雷效果。同时要时刻注意避雷器运行过程中是否发生老化,并及时进行更换。
2.2.3架空线路安装过电压保护器
在10千伏线路中,架空线路发生雷击的概率较高,所以要尤其注意这类线路的防雷措施。提高该线路的防雷效果,首先要改善架空线路的结构,使用绝缘套,确保线路的内部稳定性。其次要在线路的绝缘子上安装过电压保护装置,通过与绝缘子串联间隙的引流环、氧化锌非线性电阻限流元件的合理配合,在雷电过电压作用下通流动作,释放雷电过电压能量,有效限制雷电过电压。
3.10千伏线路防雷击跳闸措施案例
2019年1月15日,,查阅了10kV某线路2015年至2019年巡视维护记录,并对维护记录进行了筛选统计。巡视维护内容:2015年5月雷击造成线路速断动作跳闸,某62~63#杆B相断线,瓷瓶击穿。2016年7月雷击造成某10~12#杆瓷瓶击穿。2017年8月雷击造成线路速断动作跳闸,10kV该线路31#杆C相断线,36#杆处B相断线。2018年6月雷击造成10kV该线路60#杆B相短线接地,110kV南街站报单相接地。2019年5月雷击造成线路速断动作跳闸,63#杆A相悬瓶雷电击穿,66#杆A、B、C三相,67#B相悬瓶击穿,61#杆悬瓶A相落下,30#杆B相、35#杆A、B、C三相、42#杆B相、61#杆A相、64#杆B相悬瓶击烂。调查结论:1)绝缘子被击穿造成线路停电的比率为91.3%;2)雷电灾害频繁发生于未架设避雷线的线路直线段。
3.1原因分析
主要原因有:1)避雷线架设不足;2)绝缘子存在缺陷;3)防雷措施不完善。
次要原因有:1)专项培训次数少;2)责任意识缺乏;3)设计施工存在缺陷;4)线路周围地形影响;5)雷雨天气多。
3.2采取的对策
实施一:制定线路防雷改造实施方案
结合实际编制了10kV某线路防雷改造实施方案和停电计划申请表。
实施二:全面检测、更换绝缘子
对低值和零值绝缘子进行了拆除和更换,对检测正常的绝缘子进行了清污维护。据统计,此次共检测绝缘子729片,拆除更换140片。
实施三:在易击段架设避雷线
根据调查统计,我们确认10kV该线路的6#-12#、17#-20#、44#-59#、73#-83#四个耐张段是遭受雷击的频发地段。按照施工方案,我们组织人员分4次进行了避雷线架设施工。据统计,此次共架设避雷线6.12公里。
实施四:加装避雷器
避雷器保护性能好,通流容量大,动作反应快,在配电线路上实施安装保护,能有效的减少雷击过电压造成的线路故障。为了保证避雷器适应中压电网的内过电压问题,我们选择了额定电压和荷电率较高且具备防爆脱离功能和免维护的无间隙金属氧化锌避雷器,并对安装的避雷器进行了良好的接地措施。
实施五:安装可调过电压保护装置
根据调查统计,在线路遭受雷击后造成故障停电的原因中,绝缘子被击穿、击碎所占比率为86.9%。因增加绝缘子数量施工难度大、投资高,因此我们选择在频发雷击地段的直线段杆塔上安装镀铜球形可调过电压保护装置,从而解决上述技术难题。镀铜球形可调过电压保护装置的原理是,在绝缘子串两端并联安装一对金属电极构成间隙,使雷击闪烙产生过电压时,间隙动作,将雷电过电压通过间隙引入大地,从而保护绝缘子不受损伤。装置由上下固定金具、导线球形电极、接地球形电极和可调固定支架构成。
4.结束语
总而言之,对于10千伏线路而言,由于其自身的特点,在运行过程中,很容易受到各种自然因素和人为因素的影响,产生各种故障。我们应不断总结实践经验,坚持从实际出发,坚持与时俱进,积极应用先进防雷措施,优化防雷措施管理,与此同时,积极寻求更为优越电网技术和设备,促进电网朝着自动化、智能化方向和检修手段朝着高效化、科学化、标准化方向发展,最大限度降低10千伏线路故障发生率,保证电网的安全稳定运行。
参考文献:
[1]林忠远.浅谈10kV配电线路防雷现状和对策[J].科技创新与应用,2016,23:223.