河北省任丘市华北油田管理局有限公司电力分公司062552
摘要:随着人们经济能力的不断提升,人们对于电能的需求逐步增大,如何在保证供电企业的顺利供电,保证架空配电线路的安全成为关键环节。我国幅员辽阔,自然气候多变,而架空配电线路都暴露在自然环境下,尤其是在雷雨天气中,极易发生雷击,供电的中断,给众多民众带来不便。本文首先阐述了当前架空配电线路遭受雷击的原因,然后针对防治雷击提出了针对性的策略,望对业界人士提供有效的策略。
关键词:架空配电线路、雷击分析;防治措施
前言:
架空配电线路的安全稳定运行对于供电系统的运行效率具有直接的影响作用,所以强化对架空配电线路的防护力度,十分必要。通过调查发现,众多架空配电线路因为绝缘性不高、避雷装置安装效果不理想,面临恶劣的雷雨天气就会发生雷击,引发供电系统的紊乱。而不同地区面临的自然天气不同,所以在防雷措施的制定上具有一定的差异。
1架空配电线路雷击原因分析
具相关部门的统计显示,架空配电网的雷击事故大约占到整个电力系统雷击事故的65%,具有较大的危害。其中导致雷击的原因多种多样,下文将展开详细的分析。
1.1架空绝缘导线雷击断线
虽然政府部门投入了大量人力和物力将架空配电线路应用到了每个城市的角落,但是对防雷措施的不重视,导致架空配电线路系统的抵抗雷击的能力仍然需要提升。在雷击过程中,会产生绝缘导线发生断裂,进一步就会引发供电系统的紊乱或者中断,且对周边局面来讲具有较大的生命安全隐患。线路遭受雷击,在短时间内出现温度过高,受力过大的问题,两者综合作用下就会使得架空绝缘导线断裂。加之电位差在电弧通道中产生的电磁推力和导线自身重力的共同作用,导致绝缘导线整齐断裂。
1.2跳闸率高
在架空配电线路遭受雷击的过程中,因为绝缘水平和缺少维护的原因,使得架空配电线路在雷击作用下容易出现跳闸现象。架空配电线路的绝缘水平的主要因素是绝缘子水平,而绝缘子闪落与绝缘子50%冲击放电的电压水平是密切相关的,在其他因素的作用下,配电线路过电压的幅值呈现了较强的分散性,所以会导致雷击跳闸频率的增加。此外,虽然相关部门在积极拓展架空配电线路的覆盖面积,但是对其养护管理工作没有提高重视程度,并在日常的管理中没有进行绝缘子的监控和测试,导致其隐藏的故障问题不能解决。有的线路历经常年的投运,线路老化十分严重,其中烟尘、灰尘等杂物侵染了绝缘子,线路的绝缘水平较低,埋下了较大的安全隐患。
1.3线路和设备的绝缘搭配不当
通过调查发现,在架空配电线路的安装和设置中,为了避免遭受更多的雷击,降低损失,相关部门会增加架空输电线路的绝缘水平来抵抗雷击。但是经过实施验证说明,该措施虽然增加了绝缘水平,增加了线路的抵抗能力,但是雷电波会转而侵入到变电站,使得配电设备或者主设备遭受重创,后果更加恶劣。基于此,相关部门要结合当地气候和地理环境合理的设置架空配电线路的绝缘水平。
1.4同塔双回或同塔多回
在架空配电线路的建设中,众多地区会采用同塔多回路技术,使得输电线路占据更小的空间,节约输电线路的占用空间,提升了资金的利用率。但是此种搭设手法也存在较大的弊端,因为本身线路之间距离较短,某一回路遭受雷击,线路绝缘子就会对地击穿,且会工频续流较大,长时间的电弧游离使得回路发生接地事故,甚至出现多个回路同时跳闸的问题,使得问题后果更加严重。
2有效预防架空配电线路雷击的措施
2.1提升绝缘水平,降低雷击闪落率
针对当前的架空配电线路绝缘水平低的问题,相关部门要针对具体的情况来提升其绝缘水平,提升抵抗雷击的能力,方法如下。首先,提升架空配电线的绝缘水平。加厚绝缘层可以有效提升架空配电线路的绝缘水平,避免遭受雷击。当雷电冲击架空配电线路的时候,电流就可以从绝缘层的边缘导出,不会损害到配电线路本身。此种方法对于疏散雷电电压具有重要作用,使得众多的架空配电线路能抵抗更多的雷电天气,延长了使用寿命。另外,架空配电线路可以采用高耐雷材料合成配电线路的绝缘子,可以增加绝缘子的纵向电容,改善点位分布。最后,施工人员还可以使用增加杆柱接地电阻的方式来提升绝缘水平。主要有深埋接地极、填充降阻剂、水平外延接地体等方法。上述的三种方法具有较低的成本投入,且效果好,无需后期维护,在众多的供电企业中得到了应用。
2.2安装可调式过电压保护间隙
随着科学技术的迅猛发展,当前应用的过电压保护器也逐步契合了时代发展趋势,获得了优化,对于架空配电线路抵御雷击能力的提升很有帮助。将可调式过电压保护间隙并联在绝缘子串两端,保证绝缘子串的雷电冲击放电电压始终大于的冲击放电电压。若此时发生雷击,先行放电的就是并联间隙,使得绝缘子穿免遭电流击穿或者电弧灼伤。此外,击穿过电压保护间隙为春空气击穿,电弧会在电动力和风力的双重作用下呈现拉长运动,最后熄灭,降低雷击建弧率。此外,还可以保护变电站进线段及绝缘配合,保证线路免遭雷击。为了有效解决变电配电设施与架空配电线路配合不当的问题,需要对配电线路进入变电站的前十级杆柱安装与调试过电压保护间隙。其中对于6-10级的杆塔,需要确保间隙的雷击动作值低于线路绝缘子的雷击冲击动作值5%左右;对于第5级到变电站终端杆塔,需要确保可调式保护间隙的雷电冲击动作值与变电站主设备的耐雷水平相匹配,降低雷击危害。这就需要政府部门投入更多的人力和物力积极研发过电压保护器,提升其抵御雷击的能力,为我国的供电事业的发展奠定坚实的基础。
2.3优化中性点接地方式,降低配电线路建弧率
作为电力系统中大地与中性点的连接方式,中性点接地方式也能对系统的绝缘水平产生较大影响的作用因素。中性点接地方式可以有效补偿单相接地电弧熄灭的状况,降低电弧故障建弧率,保证配电线路的安全运行。此外,此种连接方式还可以有效消除铁磁谐振过电压,保证了架空配电线路的经济性和可靠性。
2.4氧化锌避雷器
氧化锌避雷器的避雷性能较好,作用原理是利用了氧化锌的非线性福安特性,在为遭受累积的情况下,流经避雷器的电流非常微小,当面临雷击或者其他过电压作用时,电阻会急剧降低,疏散过电压的能量,起到其保护功能。此外,架空配电线路在使用氧化锌避雷器时,能够截断工频续流,可以提升架空配电线路抵抗雷击的水平,且使用效果良好。虽然具有突出的使用效果,但是氧化锌避雷器在实践中需要投入大量的成本,间接增加了架空配电线路的安装成本。所以针对经济水平不同的地区和实际建设情况,要慎重选择氧化锌避雷器,使其作用能够充分发挥。
结束语:
综上所述,在架空配电线路的建设过程中,不仅要关注到地区的线路覆盖率,还要积极关注多雷地区对线路的雷击危害,并在建设之前制定科学的计划,保证与实际情况相符。针对架空绝缘导线雷击断线、跳闸率高、线路和设备的绝缘搭配不当、同塔双回或同塔多回的问题,相关部门采取相应的措施,积极研发新型防雷产品,保证该类问题得到有效地解决,促进我国架空配电线路的高速建设,为人们提供高质量的供电服务,促进社会的稳定和谐发展。
参考文献:
[1]王丙山,李广峰,李志锋.不同地形条件下架空配电线路的防雷分析[J].科技展望,2015,25(31):83.
[2]程志林.配电网安全运行的防雷措施探讨[J].山东工业技术,2014(18):157-158.
[3]刘学虎.不同地形条件下架空配电线路防雷方案研究[J].电子测试,2015(10):156-157.
[4]赵景伟,刘长庆,景欣.沿海10kV架空配电线路防雷措施浅谈[J].电气应用,2015,34(S1):458-462.
[5]吕国民.铁路10kV电力线路雷击故障分析与防雷措施应用[D].中国铁道科学研究院,2016.
[6]王晶.10kv架空线路防雷措施的综述[J].黑龙江科技信息,2013(35):102.