10KV线路防雷浅析

2019-10-23 版权声明 举报文章

摘要:由于大气雷电活动的随机性和复杂性,针对10KV架空配电线路常发生雷击断线事故,从而进行防范措施探讨,以求提高10KV配电网安全运行水平。目前10KV架空配电线路上,现在都已广泛地应用了绝缘导线。本文主要阐述了国内配电线路防雷的现状以及10KV配电线路防雷的基本知识和措施。

关键词:线路防雷 绝缘子 安全 线路避雷器 防雷线 防雷措施

0 引言

目前,10kV线路防雷存在的问题越来越受到重视,因为其线路绝缘水平低,不能有效防止雷电过电压,常常造成断线、击穿绝缘子、烧毁避雷器等事故发生。随着电力市场对供电的要求越来越高,配电的供电可靠性有待提高,对配电线路的防雷应当引起重视,并应采取相应的措施来减少雷击故障,这就使配电线路防雷措施的选择问题提出来了。雷击断线事故,是应用绝缘导线中最突出的一个严重问题,这引起国内外防雷工作者们的广泛注意,并积极开展对等试验研究工作,并找到许多有效的防治措施。

1 防雷现状

根据目前我国的情况,10kV配电线路系电力系统中公里数较长且与用户关联最为密切的电压等级线路。同时我国大、中城市10kV配电线路采用绝缘导线作为架空配电线路的愈来愈多,这样就有效地解决了裸导线难以解决的走廊和安全问题,与地下电缆相比,具有投资省,建设快的优点,但也带来了一些新的技术问题,其中之一就是绝缘导线在运行中的雷击断线。下面从3个方面对此进行简单阐述。

1.1 当雷击架空绝缘线路产生巨大雷电过电压,当它超过导线绝缘层的耐压水平时(一般大于139KV)就会沿导线寻找电场最薄弱点将导线的绝缘层击穿(通常在绝缘子两端30公分范围内),形成针孔大小的击穿点,然后对绝缘子沿面放电形成闪络,最后工频电弧向绝缘子根部的金属发展后形成金属性短路通道,工频电弧固定在一点燃烧后熔断导线。

1.2 我们知道,10kV配电网的防雷设施目前有很多缺陷。大多数的配电设备没有按规定安装防雷装置,还有的没有根据地区特点实行有针对性的防雷措施;有部分避雷器采用阀式避雷器;其次,有些避雷器和弱电设备与主地网(地极)共用,防雷质量严重低下。由此可见,我国的总体防雷规划严重不足,所以,我们应该根据地区特点,建设有针对性、质量上乘的防雷设施。

1.3 10kV配网中主要有两种接地方式,即中性点非有效接地系统(中性点经消弧线圈接地也属于该类型)和中性点经小电阻接地系统。前者占有比重较大,这对于雷击活动频繁的多雷地区,开放型农网供电及配网自动化尚不完善的供电网选择中性点非有效接地方式是合理的,而对于负荷集中且由电缆供电的市区负荷中心应采用中性点经小电阻接地方式。

将架空线改为电缆线路,以地电位来保护导线,这是最安全可靠的,但郊区和用户线路,由于其价格较高,难以实施,目前,城网改造中虽主张电缆入地,但都用于城区,不是以防雷为目的,而是为了净化市区空间。

从整体上看,我国的防雷资金投入还有不足,同时防雷设备的改造能力也比较落后,也没有完善相关的管理工作,10kV配电网防雷设备的管理工作都流于形式,工作人员对防雷设施的具体情况很难掌握,因此对可能出现的雷患不能做到有效预防,这些问题都是几代解决的问题。

2 防雷措施的综合应用

根据调查发现,10kV配电网的防雷设施有很多缺陷,针对近年来雷电活动较为频繁,而10kV配电线路绝缘又较为薄弱这一特点,我们根据调查,对防雷薄弱的线路采用上述措施进行了防雷改造,改造中采用了下述原则。

2.1 在雷雨季节前,测试线路接地电阻。在每年雷雨季节前,应对线路上变压器接地电阻进行测试,如果发现不符合规定,及时采取补救措施。同时检查防雷设施尤其是对引下线在土壤交接处的检查和所有的接头的检查,使其达到要求。为了减小侧量误差和确保人身安全,应在断开接地引下线的情况下测量接地电阻值。

2.2 雷雨季节前线路绝缘子的巡视。每年雷雨季节前,应该对线路上绝缘子进行巡视。污染严重的地区,还要及时对线路上的绝缘子进行清扫。可以抽取部分绝缘子进行耐压实验,如果发现不符合规定,要及时采取补救措施,避免出现问题。

2.3 架设架空避雷线。利用架空避雷线的屏蔽作用来保护输电线路,是一种传统的有效方法。该方法的效果较好,而且可以免除维护,但缺点是:①投资成本较高;②防止绕击的效果较差,易使线遭受反击。

2.4 安装线路过电压保护器。过电压保护器为一种先进的保护电器,主要用于保护发电机、变压器、开关、母线、电动机等电气设备的绝缘免受过电压的损害。这种线路过电压保护器,相当于带有外间隙的氧化锌避雷器。安装时,绝缘层不需剥开,在运行中,平时是不承受运行电压的,因而使用寿命较长,也可免维护。其缺点是:它仅能防护雷电过电压。

2.5 定期校试避雷器。为了起到保护变压器免遭雷击的目的,对于100kVA及以土的配电变压器,每年校试避雷器一次,且接地电阻值不得大于4欧;100kVA以下的避雷器,每两年校试一次,且接地电阻值不得大于10欧;对于不合格者应及时进行处理。

2.6 旷野地区在原电杆上设避雷线,以防直击雷的侵袭。

2.7 两条线路交叉跨越防雷。当两条线路交叉跨越时且上面一条线路受雷击时,可能会击穿空间造成两条线路同时跳闸。另一种情况,当10kV线路跨越110kV以上线路时,由于110kV线路易受雷击产生感应过电压,对10kV线路放电而引起其跳闸。由于交叉处存在空气间隙,其冲击绝缘强度低于各线路对地的冲击绝缘强度。

2.8 在线路重要设备处安装保护型绝缘间隙横担。保护型绝缘间隙横担在线路中具有控制闪络位置、释放雷电流、保护邻近设备等诸多功能,在配电线路防雷中具有重要作用。

2.9 采用长闪络避雷器(LFA)。研究表明,对于中性点非直接接地的配电系统,当线路的工作电压与闪络路径长度的比值(即电场强度E,E=Uph/L)减小时,由雷电闪络发展为工频续流的可能性将大为减小。利用上述的思想,俄罗斯学者提出了采用长闪络避雷器,解决配电线路绝缘导线的雷击断线问题。

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