10kV 架空配电线路防雷措施配置方案研究

发表时间:2020/3/14   来源:《福光技术》2019年32期   作者:高震
[导读] 在社会经济和科学技术的带动下,人们的生活水平逐渐得到了提升,电网系统的发展步伐也逐渐加快。

国网大同供电公司
        摘要:在社会经济和科学技术的带动下,人们的生活水平逐渐得到了提升,电网系统的发展步伐也逐渐加快。在电网系统中,10kV 架空配电线路是一个重要的组成部分,一旦10kV架空配电线路遭受到雷击侵害,就会阻碍电网系统的正常运行,影响人们的生产生活和生命财产安全。本文首先探究了 10kV 架空配电线路遭受雷击的原因及危害,然后对 10kV 架空配电线路防雷措施配置方案进行了具体分析。
        关键词:10kV 架空配电线路;防雷措施;配置方案
        
        
        目前而言,不管是对于社会上的各行各业,还是对于人们的日常生产生活,电力系统都扮演着重要的角色,电力系统已经成为推动社 会经济发展的重要力量,成为人们日常生活中不可分割的一部分。由 于 10kV 架空配电线路一般都是安置在野外,因此,会不可避免的遭遇到雷击的侵害,这就会严重影响到电力系统的安全运行,因此,探 究 10kV 架空配电线路遭受雷击的原因及危害并提出相应配置方案是十分重要的。
        10kV 架空配电线路遭受雷击的原因及危害在 10kV 架空配电线路运行过程中,时常会发生绝缘导线运行中遭受雷击导致线路中断的情况,其主要原因是绝缘线路在遭遇雷击时,  其自身耐压水平不足以承受雷击的电压,从而被击穿,同时在闪络的 作用下绝缘子底部的金属会形成一个短路通道,会熔断导线,导致线 路中断。另外,由于我国 10kV 架空配电线路发展较晚,相关的防雷规划并不到位,在进行 10kV 架空配电线路建设时,有很多并没有做好防雷措施,对于不同地区还采取相同的防雷举措,不符合当地实际 情况,影响防雷质量。
        10kV 架空配电线路遭受雷击会对电力设备产生不同程度的影响, 会影响到设备的正常运行,导致跳闸、绝缘体烧损等现象的发生,从 而影响整个电力系统的正常运行,同时还会降低供电质量,给周围居 民的用电带来不便。
        10kV 架空配电线路雷击跳闸原理
        10kV 架空配电线路在我国电力系统中具有重要的地位,但是在实际电力系统运行中导线绝缘水平不够,抵御雷击效果差。10kV 架空配电线路在雷电高发地区经常出现断电事故。所以,为了保障居民用电 以及企业生产的正常进行,国家电力部门应该抓紧制定雷电高发区的防雷措施。经过分析数据后得出 : 配电线路在运行中受到雷击是电力系统故常多发的主要因素。在 10kV 架空配电线路中,可以借鉴 60kV 电压等级电网工作方式,主要是通过中性点非直接接地的方式,一旦 在其工作中出现绝缘闪络后,可以形成微弱的电流,加之 60kV 电弧具有自我熄灭速度快的优势,因此,不会出现线路跳闸的现象,在受 到雷击的情况下还能够稳定运行。60kV 线路出现跳闸的现象是在两相绝缘闪络后,相互之间形成短路,使之跳闸。



        10kV 架空配电线路防雷措施具体方案
        绝缘位置
        10kV 配电线路遭受雷击后出现跳闸事故的主要原因就是绝缘水平不够,所以,线路耐雷水平应该从绝缘水平着手提升。基于大量 10kV 配电线路绝缘配置具体情况分析后,提升绝缘水平的方式有 : 提升冲击电压绝缘子的耐受性、绝缘配置方式采用不平衡的模式、增加使用 绝缘塔头或者绝缘横担。
        瓷横担绝缘子与针式绝缘子的跳闸频率相比之下,前者比后者低很多。我国有些地区已经将瓷横担绝缘子运用到 10kV 配电线路的直线塔中,实践结果显示 : 将瓷横担绝缘子运用于配电线路中,能够有效降低线路雷击后的跳闸率。并且瓷横担绝缘子使用中发现,相对增 加其绝缘子的长度能够强化防雷击的水平。
        不平衡绝缘可以减少同塔多回输电网中双回电网相同时间内跳闸的概率。其实感应雷是造成 10kV 同塔双回配电线路雷击并跳闸的主要因素。在整个线路中其中一个绝缘子出现绝缘闪络后,会出现线路 单相接地的情况,那么相比于架空地线的单相导线,能够将感应电压 相对中和一部分,降低其他导线的感应电压,实现整个线路耐雷性能 的提升。
        避雷器
        有效降低 10kV 配电线路故障频率的方式就是安装线路避雷器。配电用避雷器、线路避雷器、电站避雷器是 10kV 配电避雷器的用途分类,基于配电避雷器结构的不同,可以分为间隙避雷器与无间隙避雷器。
        感应电压在安装相导线上产生后使避雷器产生相应的动作,导致 电流入地,并且导线与导线之间具有耦合效应。耦合后的部分电压能 够减低绝缘子两端的电压,从而改善耐雷能力,主要是通过周围相导 线产生的感应,使过电压之间发生叠加形成的。这些原理都是根据避 雷器动作特性中得出的。
        由于 10kV 配电线路的特点,在线路发生短路后,会形成线路调整事故,所以出现基于一回两相避雷器,在理论上安装 0 感应跳闸率的现象。
        控制杆塔接地电阻
        杆塔接地电阻在配网的运行上起着重要的作用,直接影响到其安 全性、可靠性以及防雷的效果。在很多地形条件较为复杂的环境下, 10kV 架空配电线路会比普通情况下更容易遭受到雷击,一旦杆塔接地电阻过大,就很容易出现闪络故障,影响到配网的安全运行,因此, 为了能够有效提升配网线路的防雷效果,需要适当降低杆塔接地电阻 值,从而严格控制跳闸率。降阻方法有很多种,一般来说是采用外引 接地以及增加接地面积的方式,另外还可以适当使用降阻剂等。在进 行具体降阻施工时,要确保施工质量,根据实际情况进行合理选择降 阻方式。
        其他防雷措施
        在 10kV 架空配电线路防雷措施的配置方案中还有保护间隙设置、减少接地电阻、架设避雷线等方式。保护间隙就是并联一对金属球电 极在绝缘子旁,同时试验确定间隙距离的时候应该采用绝缘子 50% 雷电冲击的方式,形成绝缘子串放电压高于间隙放电。基于线路正常运 行的状态下,将保护间隙至于工频电场中,但是受制于电场强度,不 能形成空气间隙击穿的状态,不会对线路正常运行产生影响。
        能够减少输电线路反击跳闸率的是减少接地电阻,根据 10kV 配电线路的特性可以得知,引发其跳闸的主要因素就是感应雷,所以, 在 10kV 配电线路防雷措施中使用减少接地电阻的形式,并不会产生很好的防雷效果。但是,减少接地的电阻,能够促进雷电流冲击波的流失,  避免雷电冲击波给配电设施造成损坏。同时,为了实现减小10kV 配电线路中接地电阻,能以采用当雷击大地时杆塔电位的方式,以免产生的雷电波,通过地面反击后毁坏配电线路。
        显著提升耐雷水平的是避雷线,也是基于此,避雷线被广泛应用 于 110kV 或者电压更高的输电线路中。国内目前应用避雷线架设于10kV 配电线路的案例还比较少。
        结语
        综上所述,本文对 10kV 架空配电线路遭受雷击的原因及危害进行了简述,并对10kV 架空配电线路防雷措施配置方案进行了具体分析, 由此可知 10kV 架空配电线路一旦遭遇雷击会对整个电网系统的安全运行产生重要影响,因此,需要合理的配置防雷方案,增强线路的抗雷击能力。由于 10kV 架空配电线路的防雷对整个线路系统的安全性和可靠性起着重要影响,因此,需要根据架空线路所在地区和其特点合理选择配置方案,同时相关运行管理人员也要注重对 10kV 架空配电线路的维修管理,从而推动电力事业的发展。
        参考文献
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        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(03).
        罗大强,唐军,许志荣,陈德智 .10kV 架空配电线路防雷措施配置方案分析[J]. 电瓷避雷器,2012,05.
        刘建新,治拥禄.10kV 架空配电线路防雷措施配置方案的研究[J]. 科技风,2018.
        

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