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线路雷击!探析防范lOkV配电线路雷害的措施

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永州蓝山:连夜抢修雷击故障线路[湖南新闻联播] 视频 : 10kv线路雷击跳闸 1、★降低lOkV配电线路雷击故障率的措施2、★220kV线路雷击故障导致母线失压的事故3、★lOkV配网输电线路雷击跳闸原因4、★lOkV架空绝缘导线雷击断线防治措施

(广东电网公司茂名电白供电局,广东 茂名 525400)

摘 要:10kV配电线路已成为城市电力系统中实现电能分配的重要组成部分,但也是供电可靠性的薄弱环节,而雷害是影响供电可靠性的重要因素之一,因此采取措施防范雷害对提高电力系统供电可靠性有着重要的意义.文章分析了10kV配电线路受雷击危害的现状,从而探讨防范雷击的各项措施.

关键词:10kV配电线路;防雷措施;防范雷害

中图分类号:TM862     文献标识码:A     文章编号:1009-2374(2013)28-0130-02

目前,10kV配电线路已成为配网电能分配的主力军,其供电质量和可靠性对整个电网的稳定运行具有非常重要的影响.在影响10kV配电线路供电可靠性的各种因素中,雷害是主要因素之一.有资料显示,广东地区年均雷害日超过70天,部分地区雷击引起的线路跳闸事故占10kV线路跳闸总数的80%以上.因此,针对10kV配电线路雷害状况采取有效的防范措施,不仅可以减少因雷害停电而对工农业生产所造成的直接经济损失,对保障配电设备及用户设备的安全也具有很大作用.

输电线路雷击:供电线路遭受雷击数万居民受影响

1 雷击对10kV配电线路的危害

1.1 雷电形成机制

雷电是一种很常见的自然现象,是大气中的带电粒子发生中和放电的结果.雷雨云是产生雷电的主要方式,尽管人们对雷雨云起电机制的认识尚未统一,但公认感应、温差和水滴破碎可以成电.雷电发生时伴有闪电和雷鸣.闪电分云闪、地闪和球闪等形式,其中危害最大的是地闪,常造成配电线路绝缘击穿、短路、断线等事故.

1.2 雷击破坏的形式

架设在空旷地带的配电线路更容易受到雷击,这是由于线路中含有大量的可导电的金属且在地面上比较突出.配电线路受到雷击的主要形式是直击雷和感应雷.直击雷是雷云直接击中线路(杆塔、导线等),并在其上产生有害的过电压;感应雷是雷击在线路附近的地面,线路受到感应而产生过电压.对于10kV配电线路而言,遭受感应雷的几率远大于直击雷,因为中压配电线路杆塔高度较低,往往受到建筑物和树木的屏蔽作用,遭受直击雷的概率较低,而一般不超过500kV的感应雷对绝缘水平较低的中、低压配电线路威胁较大.研究表明,10kV配电线路受到直击雷侵害的比例不超过20%,80%以上的雷害是感应雷.

1.3 雷击对线路的危害

雷击对配电线路所造成的危害主要有:引起线路跳闸;绝缘导线断线;诱发其他事故等.无论直击雷还是感应雷,巨大的过电压都容易造成绝缘子闪络,工频电弧发展形成短路通道后,引发保护动作而跳闸.10kV配电线路采用绝缘导线比裸导线更容易发生断线事故,其原因在于发生闪络时绝缘物质阻碍了电弧沿导线两侧发展,高温电弧只能集中在弧根附近很小范围内燃烧,再加上电位差引起的电磁推力和导线重力的共同作用,导线很快熔断.配电线路遭到雷击后会诱发其他事故,如雷电波沿线路侵入变电站,导致变压器、断路器、隔离开关及二次系统损坏;同塔双回或多回配电线路,一回线路受到雷击绝缘子被击穿后所产生的电弧容易波及其他回路,导致多回线路同时跳闸.

2 10kV配电线路中防范雷害的措施

2.1 完善防雷体系建设,加强线路维护管理

配电线路受到雷击的影响因素非常复杂,远非安装避雷装置就能解决所有问题,而应将其看作系统工程,通过完善防雷体系建设,将各项防雷管理措施和技术方案落到实处,再经过持续改进提高线路防雷水平.首先,应制定中长期整体性的防雷规划,以规划指导日常的防雷工作,例如雷季来临前彻底检查线路的防雷能力,通过预防性试验进行“查漏补缺”并加以完善.其次,加强对线路进行巡视、维护工作,如检查绝缘子,剔除零值、低值绝缘子;定期试验避雷器性能,更换调整劣化的避雷器.再次,强化对设计、施工的管理,保证设计施工质量,如敷设接地网应从设计抓起,完善设计方案,避免设计疏漏;施工时开展全面质量管理,确保每道工序的质量.最后,完善信息档案管理.对每一次检查、更换调整避雷设施进行记录,经过统计分析总结本地区最佳的防雷效果及措施,再加以推广应用就可改善整体防雷效果.

2.2 提高线路绝缘水平,降低雷击闪络概率

配电线路绝缘水平低是造成雷击跳闸率高的主要原因,所以应通过提高线路绝缘水平来降低线路遭到雷击闪络的概率.具体方法有:(1)将裸导线更换为绝缘导线;(2)更换经50%冲击电压试验放电电压值较高绝缘子;(3)针式绝缘子更换为防雷支柱绝缘子、瓷横担、抗雷合成绝缘子等中的一种,如图1(a)的防雷支柱绝缘子,发生雷击时绝缘子引弧棒和下金属脚间隙作为引弧通道,可避免绝缘导线受到损伤;(4)增加绝缘子的片数;(5)加强局部绝缘,在绝缘导线固定处增加绝缘的厚度,可以提高线路冲击放电电压,减少雷击断线的概率.可结合线路实际情况,采用上述方法中的一种或几种结合.

2.3 合理安装避雷装置,增强抗雷保护能力

通过在配电线路上安装避雷装置,可有效提高线路的防雷击能力,常见的方法有:(1)安装避雷器;(2)消雷器、避雷针;(3)避雷线;(4)过电压保护器等.10kV配电线路采用哪一种避雷装置,实际上不同地区有不同的做法,有些方法在不同地区使用效果差别较大.据参考文献[2]介绍,在江门台山地区10kV线路上安装半导体消雷器后可免遭雷击断线事故,但据参考文献[3]则认为35kV及以下等级线路不适合安装消雷器或避雷针,原因是较低电压等级的线路采用消雷器或避雷针不但防雷效果不好,而且更容易诱发雷击断线事故,例如湖北五峰县10kV线路杆塔安装一种类似半导体少长针的消雷器,多次诱发雷击事故.所以,具体采用哪种避雷方式合适,应结合当地线路实际情况采用适当的方法.避雷线的屏蔽效果较好,但用于配电线路一是投资较大,二是与避雷针类似对配电线路而言,更易诱发雷击闪络断线事故.

安装避雷器是配电线路中广泛采用的避雷方法.避雷器类型有保护间隙避雷器、管型避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器等,氧化锌避雷器是较新型的避雷器,其最突出的特点是具有优异的非线性伏安特性及快速阻断工频续流的特点,如图1(b)所示.图1(c)是氧化锌避雷器安装图.无间隙避雷器由于经常受到工频电压的影响而容易老化,带间隙的氧化锌避雷器则克服了这一缺点,可靠性更高,寿命更长.

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根据10kV架空绝缘导线容易雷击断线的问题提出一种爆炸灭弧防雷间隙装置,如图2所示.在空气间隙产生的工频续流稳定之前,信号装置采集到雷电流脉冲信号,灭弧装置快速喷出高速气流,使电弧拉长熄灭.

2.4 改善线路接地方式,降低雷电建弧几率

良好的接地是保证线路避雷效果的基础,接地不良就是再好的避雷设施也难保线路不受到雷击损害.配电线路一般采用中性点接地的方式降低线路建弧几率,架空线路应优先采用经消弧线圈接地的方式,可自动补偿单相接地电流而有利于电弧熄灭;但以电缆线路为主的混合线路不宜采用消弧线圈方式,应采用小电阻接地并结合零序保护方式.降低接地电阻的措施主要是延长水平接地体、利用减阻剂降阻和深埋电极三种.延长水平接地体方法施工成本低、效果也可以,但常受地面地下构筑物限制;利用减阻剂降阻效果明显,但随时间延长性能会下降;深埋电极效果最好.

3 结语

雷电是一种自然现象,目前的科技水平还无法通过人力消除雷电,只有做好防雷措施才能避免雷电对10kV配电线路的危害.防范雷击事故的发生,既要采取合理的技术方案及配置有效的防雷装置,也要加强运行维护管理.电力企业应重视防雷体系建设,通过各种措施的配套达到理想的防雷效果.

参考文献

[1]钟政权.10kV配电线路防雷保护措施[J].中国新技术

新产品,2013,(6):102-103.

[2]容瑞章.10kV配电线路防雷措施研究[J].中国高新技

术企业,2012,(30):105-107.

[3]郑晖,廖华武,李既明,等.架空配电线路雷击分析

与防治措施[J].广东电力,2013,26(1):89-92、

113.

[4]李世民,王巨丰,闫仁宝,等.一种降低10~35kV架

空线路雷击断线率的方法研究[J].广东电力,2013,

26(3):11-15.

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