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摘要:文章分析雷电形成原因以及对10kV配电线路所造成的危害,并提出10kV架空配电线路的防雷措施和预期实施效果,以供参考。
关键词:10kV架空配电线路;防雷措施;威胁
1引言
电能的出现极大地推动了人类的进步以及工业化和城镇化的建设与发展,尤其是进入本世纪以来,我国的经济得到了飞速的发展,人们的生产和生活方式有了较大的改变,对于电能的需求量不断增加,对电力的稳定供应有着更高的要求,给电力企业带来了较大的压力和挑战、对于我国的电力系统来说,其主要由发电、输送、变电和配电等环节组成,而配电环节则主要是由配电网来实现的,目前我国的配电网主要由架空线路、电缆、配电变压器和杆塔、绝缘子等部分组成,其中10kV架空配电线路主要集中于城市中人口以及用电负荷较为集中的区域,其运行的可靠性直接决定着电力用户的用电体验,但是由于配电线路的输电距离较远、分布范围较广,所以在长时间的运行过程中容易受到外界因素的干扰或者由于自然老虎等原因而出现故障,对我国的电网系统造成损害,影响电力用户的用电质量和安全。尤其是架空配电线路的雷击事故较为常见,需要分析其危害并采取有效的防雷措施。
2雷电对10kV架空配电线路威胁
2.1雷电的形式原因
不同地区由于其地形特征、气象条件、环境参数等因素的不同而具有不同的雷击发生概率和危害程度,但是总结雷电形成的原因,主要是由于环境中的湿度较大而且温度较高,地面的湿气会在高温作用下不断蒸发,并上升到高空和大气之中,在此过程中水蒸汽会不断发生凝结而形成冰晶或水滴,这样就会在高空中形成带有水滴的积云,积云之间通过摩擦运动以及在巨大的气流作用下发生撞击时就会导致积云中出现正负两种电荷,从而导致雷电的形成。
2.2雷击事故对10kV架空配电线路的危害
当10kV架空配电线路遭到雷击之后,或者其附近的线路受到雷击之后,就会在架空配电线路上形成电磁感应作用,所以会在导线中形成较大的电压,在雷击瞬间产生的电压会远远高于配电线路中的电压,以及配电线路所能承受的最大限度,所以就会造成配电线路绝缘体的损坏、导线出现烧损、跳闸,甚至还会出现瓷瓶被击穿以及避雷器被烧坏的问题,不仅会影响配电线路的正常运行,降低电力用户的用电体验,而且会造成火灾等事故,影响电力用户用电设备的安全和使用寿命,造成较大的经济损失,并危及人们的生命安全。
310kV架空配电线路防雷措施及预期实施效果
3.1提高配电线路中绝缘配置的质量
10kV架空配电线路的中的绝缘配置主要有瓷瓶、绝缘子以及导线的绝缘保护等,由于上文所述在配电线路遭到雷击时会产生瞬时高压,如果所配置的绝缘配置质量较差,就很容易被损坏而引发事故的发生。所以在10kV架空配电线路的架设时,应按照相关规范和标准要求进行绝缘材料和设备的选择,尽量提高配电线路外部绝缘体的绝缘层次。根据对不同类型的绝缘子的跳闸频率进行分析可知,使用瓷横担绝缘子可以有效降低配电线路的跳闸概率,提高其防雷击能力;此外,还以采用不平衡的绝缘配置来降低双回同跳的频率,这样就可以在配电线路遭到雷击并出现绝缘闪络现象而引起单相接地故障时,出现故障的这一相导线就可以对配电线路中的感应过电压进行耦合,从而降低其他导线的感应,提高整体的康雷击水平。
3.2安装有效的避雷器
在10kV架空配电线路中安装有效的避雷器是提高线路整体防雷水平的有效措施,其主要安装在雷击事故频发以及雷电活动频率地区的配电线路杆塔上,而且在土壤电阻率较大的地区也要进行避雷器的安装。其不仅可以提高配电线路的抗雷击水平,还能抑制电压,在雷击闪络之后对工频续流进行抑制。但是在避雷器的选择和安装时应注意以下内容:一是应该在避雷器类型的选择时按照配电网所在地区的线路特征进行选取,通常选用的是氧化锌避雷器,其体积小,并具有良好的散热性能,不仅能够起到快速阻断工频续流的作用,而且可以吸收雷击过程中的过量电能,起到强化隔离效果的作用。在对10kV架空配电线路进行避雷器安装时,为了确保避雷器可以发挥其最大作用,需要按照串联间隙的方式进行安装,而且需要从避雷效果和经济性等方面进行安装位置的确定,通常需要安装在雷电现象较为频繁地区的杆塔上,以及重要的变压器和线路开关等设备上。
3.3降低杆塔接地电阻
10kV配电线路在遭到雷击时会因为感应器中电压超出规定值而进行跳闸保护,而通过降低杆塔的接地电阻能够降低配电线路的反击跳闸频率,从而间接提高配电线路的防雷效果,此外,降低杆塔的接地电阻还能对雷电冲击进行泄放,从而避免出现雷电冲击波将配电线路及设备击穿或损坏的现象。通常对于10kV配电线路来说,降低杆塔接地电阻的方式主要有外引接地、扩大杆塔接地面积、深埋接地极、使用降阻剂以及安装水平外延接地体等方式。而且在采取以上措施降低杆塔的接地电阻时,还应根据当地的雷电状况和线路状况进行最恰当方式的选取,经过实际运行分析可知,目前避雷方式最明显的降低杆塔接地电阻的方式就是在水平接地部分加入降阻剂的方式。
3.4在杆塔架设避雷线
目前此方法在10kV配电线路中应用较少,由于在配电线路遭到雷击现象时,由于避雷线的存在,使得避雷线和线路导线之间存在耦合,这样可以降低作用于线路导线绝缘子两端的电压,所以能够在遭到雷击时起到引雷的作用,但是如果该地区的雷击线路较为频率,反而会增加对配电线路造成的危害,所以在避雷线类型的选取以及安装位置的选择时,应对线路运行状况、雷电状况和周围环境进行勘察。
3.5采用防雷绝缘子
防雷绝缘子跟避雷器一样需要安装在杆塔上,但是其二者分属于不同的防雷产品,防雷绝缘子主要有支柱式绝缘子和针式绝缘子两种,二者都可以对导线的压力进行承担,提高线路的防雷性能。但是在防雷绝缘子的数量确定时,需要根据该地区的不同的气象条件来对架设数量进行确定。例如,在多雷地区可以每隔一档装设一组,也可以和避雷器配合使用,对于少雷地区,可以每隔5档装一组,但是具体的安装还是需要根据气象条件进行。
4结语
10kV配电线路是我国电网系统中的重要组成部分,其运行的可靠性和安全性对我国电网安全运行具有重要影响,但是由于10kV架空配电线路整体结构较为复杂,在一些雷电多发生区域容易遭到雷击影响而破坏其绝缘配置,引起跳闸等问题,并可能引发火灾等危害,所以需要提高配电线路中绝缘配置的质量、安装有效的避雷器、降低杆塔接地电阻、在杆塔架设避雷线、采用防雷绝缘子等措施来提高10kV配电线路的抗雷击能力,确保整个配电网系统运行的安全性和稳定性。
参考文献:
[1]陈志聪.10kV架空配电线路防雷措施配置方案研究[J].科技与创新,2016(21):94-94.
[2]林小博.10kV架空配电线路防雷措施配置方案探析[J].商品与质量,2017(5).