关于10kV架空配电线路防雷水平及防雷击断线的措施研究

关于10kV架空配电线路防雷水平及防雷击断线的措施研究

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摘要:文章介绍雷击对10kV架空配电线路的影响进行介绍,分析10kV架空配电线路防雷水平的判断方式,并提出了目前比较常用的集中提高10kV架空配电线路防雷击断线的有效措施,以供参考。

关键词:10kV架空配电线路;防雷水平;防雷击断线

1引言

在我国经济快速发展和社会用电负荷不断增加的形势下,我国的电网规模在不断扩大,10kV架空配电线路的覆盖范围也在不断增加,成为目前我国电网中的重要组成部分。但是10kV配电线路本身具有较低的绝缘水平,在运行过程中一旦遇到雷雨天气就容易在雷击影响下导致设备损坏,主要危害就是会出现大面积范围内的停电现象,不仅会影响此区域内的正常用电,甚至会导致用电设备损坏以及出现人员伤亡事故。这就需要在对10kV架空配电线路的防雷水平进行分析的基础上,采取有效的防雷击断线措施提升配电线路的防雷水平。

10kV架空配电线路运行中受到雷击危害的形式主要有直击雷和感应雷两种,前者就是雷击直接造成瞬间的强电压和电流对用电设备和线路所造成的烧毁等危害,而后者则主要是在雷击产生时在线路之间以及与用电设备之间产生电磁感应,从而会对设备和线路的正常运行造成破坏。而且由于10kV配电线路的覆盖范围较广,其不仅结构较为复杂而且具有较低的绝缘水平,如果没有进行耦合地线、避雷线以及线路避雷器的设置就会导致其具有较低的防雷水平,直接导致配电线路的雷击跳闸率达到100%。但是对10kV配电线路中所造成的雷击危害类型进行统计和分析可知,直接雷危害类型的数量比较少,大多数都是通过感应雷所引起的感应过电压而诱发的配电线路故障,而且此种类型的故障概率在90%以上。

310kV架空配电线路的防雷水平的判断

3.1测试直击雷过电压

直击雷过电压就是传导过电压,就是当雷击发生时直接作用于架空线路中所形成的高压冲击波,其表现出的主要特点就是具有较大的电流和较高的电压,而且对配电线路和用电设备造成非常大的破坏。其危害主要表现为,如果直接雷直接击中配电线路的杆塔或导线,此时就会有大量的雷电流通过被击中的物体,这就在接地电阻以及被击中物体的阻抗上产生电压降,在被击中地点就会产生较高的电位,这就是直击雷过电压。正是由于其具有上述特点,所以直接雷通常同一时间只会对一个或者连个目标造成危害,但是其产生的感应过电压却会对较大范围内的配电线路造成非常大的危害。

3.2测试感应雷过电压

在雷云形成之后,雷云与大地之间就会有感应电场的形成,当雷云与雷云之间发生放电或者雷云与大地之间发生放电现象时,就会在配电线路上形成强大的电磁场,并且导致在线路中产生感应过电流和过电压,这些过电流和过电压会顺着配电线路进入配电设备中,对配电线路覆盖范围内的配电设备造成损坏。感应雷存在的形式主要有静电感应以及电磁感应两种,而且在实际雷击过程中主要是两者都会同时存在。而感应雷对配电线路所造成的危害主要表现在所产生的电流大小、雷击点周围环境以及雷击点等方面,而且上述这些现象都会与线路之间的位置、线路埋设位置以及遭受感应雷击危害的线路长度等因素有关。

410kV架空配电线路防雷击断线的措施

4.1安装避雷线

在10kV架空配电线路中进行避雷线的安装是目前比较常用的提高线路防雷水平的防雷击断线措施之一,合理的避雷线的安装不仅具有对雷电流在线柱中进行分流的作用,而且线柱提高线路运行的防雷水平。尤其是针对具有较大破坏力的感应雷击危害来说,由于避雷线可以降低其在相导线中产生的过电压,因此是比较具有良好屏蔽效果的有效避雷措施。通常在对配电线路进行避雷线的设置时,需要采用同杆架设架空避雷线的方式来保护空旷地带。当雷击发生时会将雷击产生的感应雷过电压降低至最初过电压的(1-k)倍,其中k为导线与避雷线之间的祸合系数以及冲击系数的乘积。此种方式在10kV架空配电线路中具有广泛的应用,但是由于35kV架空配电线路的结构更加复杂且容易受到对地高度以及交叉跨越距离等因素的限制,所以不太适用采用架空避雷线的防雷方式。

4.2降低杆塔接地电阻

对于10kV架空配电线路来说,主要采用的降低杆塔接地电阻的方式有水平接地体以及采用降阻剂等方式。对于前者来说,在目前的10kV架空配电线路中已经基本普及,但是接地体在地下容易受到多种因素的影响而被腐蚀,因而具有较低的使用寿命。而后者就是在水平接地体周围进行高效膨润土降阻防腐剂的添加来确保接地电阻的降低。其中以目前比较常用的GPF-94高效膨润土来说,其不仅具有较低的电阻率和较高的降阻防腐蚀效果,而且在加入适量水之后会使其体积膨胀3~5倍来提高接地体的有效截面积,降低周围土壤与接地体的接触电阻。其不仅表现出具有较高保水性和吸水性的特征,而且实现对接地体周围电阻率的有效降低,因此在干旱地区以及土壤电阻率较高的地区被广泛应用。

4.3对线路局部绝缘进行加强

在目前人们的用电需求量不断增加以及对电能供应质量不断提高的同时,需要进行一个安全的用电环境的创造来满足上述要求,这就需要采取有效措施来保证10kV加快配电线路的安全和可靠运行。而为了避免10kV配电线路出现雷击断线的问题,通常采用的措施就是对线路局部绝缘进行加强,所采用的主要措施就是将绝缘导线固定处的绝缘层进行剥离并进行经过特殊设计的金属线夹和引弧放电间隙的加装,由此来完成电导型放电绝缘子的安装。而且在雷击发生时由于雷电闪络而导致的工频续流在金属线夹上出现燃弧问题时就会发生跳闸切断开关现象来避免绝缘子被烧损以及绝缘导线熔断等问题。此种方式不仅具有较低的成本而且无需进行维护,但是在安装过程中需要将绝缘层进行破坏,这样会在一定程度上影响其使用寿命。

4.4架设架空避雷线

架空避雷线的设置是比较传统的方法,但是此种方法的安装比较方便且投资比较少,能够有效避免架空绝缘线路被雷击坏,而且在线路运行中也无需对其进行维护,因而降低了配电线路的运行维护成本。但是架空线路的运行情况以及周围环境等因素会对架空避雷线的防雷水平具有较大的影响,而且其防绕击雷效果也比较差,这就会导致线路反击现象的概率较高,从而威胁架空配电线路运行的安全性和可靠性。

4.5安装避雷器

避雷器由于具有多种不同的类型以及质量,不同类型的避雷器其作用效果也不同,因此虽然其通常具有较好的避雷效果,但是需要根据不同的防雷水平要求来对避雷器进行选择。目前比较常用的就是合成绝缘氧化物避雷器,其主要特点就是可以进行放电的过程中放出电荷来确保线路的绝缘性能在较短的时间内恢复。

4.6选择合适的中性点运行方式

中性点运行方式的合理选择可以对配电网单相接地过程中产生的电流引发的接地电弧熄灭问题进行弥补,而且可以通过自动补偿消弧装置来对配电网中通过的电容电流进行测量,这样就可以实现对电流的自动补偿。通常对于中性点运行方式的选择要求就是不仅应尽量选择消弧线圈,但是在电缆与架空线路混合线路中当电缆长度与整条线路长度差不多时应尽量选择小电阻接地,而尽量不选择消弧线圈。而且如果上述电缆和线路的长度相差比较大时也需要对消弧线圈进行慎重选择。

5结语

在我国社会用电量不断增加并推动配电网规模在不断增加的同时,10kV架空配电线路的覆盖范围和建设数量也在不断增加。针对其运行中容易出现的雷击断线等危害,在对其影响因素以及危害程度进行分析之后,提出了采用避雷线、避雷器、加强线路局部绝缘、降低接地电阻、选择合适的中性点运行方式等措施来提高防雷水平、防止雷击断线的问题发生,确保10kV架空配电线路的安全和可靠运行。

参考文献:

[1]麦喜彪.10kV架空配电线路防雷水平及防雷击断线措施研究[J].大科技,2016(33).

[2]叶树芬.10kV架空配电线路防雷水平及防雷击断线措施分析[J].中国高新技术企业,2016(10):132-133.

[3]高源,孙学东,张喆,等.10kV架空线路雷击断线研究与防护[J].电瓷避雷器,2017(6):109-114.

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