(云南电网有限责任公司昆明石林供电局 云南昆明 652200)
摘要:随着电压的提高、用电量的不断增长,出现事故的可能性也有所提高,一旦出现雷击配电线路的问题,会造成严重的电力故障,而且还会对周围的居民造成安全威胁。因此,加强10kV及以下配网的防雷保护相关内容分析,了解事故产生原因,制定处理措施和应急方案,为后续防雷保护提供依据。
关键词:10kV及以下;配网;防雷;保护;措施
1雷电形成的条件和危害分析
10kV及以下配网的防雷保护,应结合实际情况制定合理的防雷保护措施,最大程度上降低雷电灾害带来的破坏。制定防雷保护措施,应充分了解雷电产生的条件和危害,分析雷击事故产生的原因,制定切实可行的防护措施,保证10kV及以下配网运行安全。雷电作为常见的天气现象,雷云中电荷会击穿空气形成雷电,如果距离地面较近,则会形成雷电相反的电荷,产生雷击事故。
1.1雷云放电
雷云放电的能力非常大,且释放出的能量造成严重的破坏。通常雷电的电流最高可以达到几百千安培,并且放电的时间短,时间一般在(30~50)μs,放电时温度也非常高,可达到上万摄氏度,会导致雷电周围的空气迅速膨胀,从而产生巨大的声响,对周围的环境造成破坏。雷云放电还有一个特点就是,在放电时会伴随着电磁效应、热效应和机械效应,对周围的机电设备很容易造成影响,一旦雷云放电电击到电器设备时,雷电的高温会使金属构件瞬间融化,不仅对电器设备造成影响,对周围的环境也会有一定的负面影响。
1.2直击雷和雷电感应形成方式
城市有着热岛效应,市区上出现雷云会产生雷云负电感应,积聚正电荷,与雷云之间形成电场。如果正电荷密度较大,电场强度超过临界值后则会先导放电。高层建筑周围电荷浓度较大,地面物体在强电场作用下会产生放电现象,融合后形成雷电通路,出现直击雷事故,威胁到建筑安全。
2雷击配电线路的原因分析
为提升防雷装置的运行性能,应结合实际情况调整雷电参数,在获取雷电记录数据基础上计算,选择最佳的防雷装置。雷击配电线路的危害较大,会带来不同程度的经济损失或是人员伤亡,产生危害的原因多样,具体表现在以下几点:第一,由于部分线路的接地线丢失,可能是人为偷盗的原因造成,缺少接地线,使机电设备的电荷无法导出,过多的电荷存在于机电设备中,就可能引起雷击配电线路。第二,10kV及以下配网周边交叉高电压众多,彼此之间会形成电压差,在一定程度上增加安全事故发生概率。第三,部分的10kV及以下配网运行中,保证配网安全,可选择针式绝缘子,但此种装置如果被雷电击穿,很少会及时发现,一旦爆发雷电事故,潜在的安全隐患将进一步恶化,带来不可估量的损失。第四,有些工程在施工过程中过分追求速度,工程质量出现问题,开关、配电网安装不规范等情况经常出现,当遭遇雷击时,造成的危害更大。第五,避雷器质量不符合要求,或是在常年使用中受到环境影响,避雷器逐渐磨损、老化,增加设备故障概率,影响到避雷器原有的避雷效果,一旦出现雷电事故则无法发挥原有作用。
3分析10kV及以下配网雷电事故
3.1架空线路雷击断线事故分析
近几年,随着农网升级改造和新农村电气化建设的不断推进,线路绝缘化率不断提高。但绝缘导线与裸导线雷击断线明显不同。绝缘导线遭雷击时,雷电过电压引起绝缘子闪络并导致导线绝缘层击穿,被击穿的绝缘层呈一针孔状,持续的工频短路电流电弧受周围绝缘的阻隔,弧根只能在针孔处燃烧,在极短的时间内导线就会被迅速的烧断。而在直击雷或感应雷作用于裸导线引起绝缘子闪络时,接续的工频短路电弧弧根在电磁力的作用下沿导线表面不断滑移,不会集中在某一点灼烧,因此不会严重烧伤导线。
3.2变压器雷击事故
即便配备了接地装置和避雷器,但具体运行中仍然会发生严重的雷击事故。由于避雷器安装不符合要求,或是避雷器自身的质量不高,接地装置安装不规范等因素导致变压器受损。通常,在高压侧安装避雷器,是由于雷击高压侧时,避雷器第一时间动作,产生的电压降直接作用在低压侧中心点,电流通过低压绕组产生感应电势,附近的绝缘层容易受到损坏,很容易出现严重的变压器雷击事故。
4分析10kV及以下配网的防雷保护措施
4.1降低塔体接地电阻
通过降低塔体接地电阻的方式,可以起到维护配网运行安全,提升配网防雷性能的作用。此种方式适合地势平坦的区域,如平原地区的土壤电阻率较低,可以选择此种方式来提升10kV及以下配网防雷性能,相较于其他技术而言,施工效率较高,安装更为便捷。对于山区杆塔的防雷管理,关键是要确保接地电阻的质量过关,通常在整个过程中需要在4个塔脚部位采用敷设较长的接地网或打深井加降阻剂,通过这种方式提高电线与地面土壤之间的面积,从而达到减小电阻率的目的。但是当遭遇雷击时,接地电线的长度过程也会产生较大的附加电感值,这会使塔体的电位增大,电压差增大,防雷的能力可能会有所下降,这个问题需要引起高度重视。
4.2配变开关和电缆高压侧安装避雷器
在配变开关和电缆高压侧安装避雷器,此种方式同样可以起到提升防雷效果,有效规避10kV及以下配网运行中由于配置不合理可能产生的安全事故。配电装置破损,配电装置高压侧和低压侧不可避免地会出现损坏,电压下降,接电线产生高电压。高电压会在配变低压侧产生,破坏配变装置,所以为了保证配电装置的防雷性能,应该在配变开关和电缆高压侧安装避雷器。
4.3变压器防雷
变压器高压侧安装避雷器,提升防雷装置的防雷性能,同时也要在低压侧安装避雷器,是由于低压侧如果遭受雷击将会产生感应过电压,起到保护作用,限制正变换过电压。更为重要的是,避雷器的选择需要与线路额定电压和电压等级保持一致,避免接地下线过长,如果接地下线长,则会增加雷电流陡度和自感电压,对10kV及以下配网稳定运行带来负面影响。
4.4加强设备检修维护
利用线路检修等机会对避雷器进行试验,对不合格和有缺陷的避雷器进行更换,定期测试接地电阻值,检查接地引下线,及时处理不合格的接地,使之处于良好的运行状态,这样就可有效降低雷击事故概率。
5结语
综上,面对电力事业飞快发展带来的挑战,保证10kV及以下配网,做好防雷保护十分重要。因此,要加强 10 kV 及以下配网的安全性,尤其是对防雷保护措施的加强,使我国电业运行更加安全。
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