10kV配网防雷保护措施分析靳轲

发表时间:2020/6/1   来源:《中国电业》2020年1月3期   作者:靳轲
[导读] 0kV配电线路属于电力系统的重要组成部分
        摘要:10kV配电线路属于电力系统的重要组成部分,其防雷工作直接关系到供电安全问题,也是电力系统安全、可靠、稳定运行的基础。在新形势下加强对10 kV 配电线路的防雷保护是配电网系统中最核心的问题。
    关键词:10kV配电网;供电安全;防雷保护
1 引言
随着经济的快速发展,社会各方面用电量骤增,原有的配电网难以满足人们日益增长的用电需求,因此配电网的建设、改造得到了供电企业的广泛关注和高度重视。电缆敷设进度慢,投资较大,而架空裸导线存在着走廊和安全问题,故架空绝缘导线在当前应用最为广泛,特别是广大的农村地区,农网升级改造后,架空线路绝缘化率达90%以上。其优点固然很多,但也有弊端,最为突出的就是雷击断线故障。
雷电是常见的一种自然现象,也是引起10kV配电线路故障的主要因素。因此,为提高10kV配电系统的整体质量,首先必须抓好10kV配电线路的防雷保护工作,采取全方位、多层次的有效防雷保护措施。这样才能满足广大群众的用电需求,也能尽量减少雷击风险。
2 对10kV配网线路进行防雷的必要性
        为探讨出10kV配网线路的防雷技术措施,首先应了解雷电的产生原因及产生过程,从最根本上防止雷击事件的发生。雷电的产生是一个非常复杂的过程,存在于大气中的水蒸气在遭遇冷空气后,会在一定程度上受到上升气流的冲击,会使形成的水滴带上不同的电荷,带有负电离子的水滴会随着气流形成雷云,这些雷云在大气中发生相互碰撞后会放电,从而形成雷电。雷电放出的电流值很高,可高达上百干安,温度能达到大约两万摄氏度,而放电的时间却很短,只有30至50微秒,那么在很多的时间内放出的电流使空气迅速膨胀,并发出强光及巨大的响声。雷云放电产生的危害极大,这是因为在放电过程中有感应电压产生,导致金属设备上的绝缘体很容易被击穿,电气设备和建筑设施受其影响也有可能遭到严重损坏,不仅造成巨大的财产损失,严重的甚至会威胁到人们的生命安全。
3 10kV配网线路雷击的原因分析
        其一,没有进行规范化的安装设备。当前,在10kV配网线路中,具有很多设备安装不规范的情况,主要就是表现在开关以及杆塔、配变地网、接地圆铁与接地角桩焊接不良等方面。同时安装于10kV配网线路中的避雷器,如果较长的时间内受到雷击情况,就会丢失防雷效用;其二,防雷设计低。对于1OkV配网线路来说,一般是具有110kV及以上较高电压等级配网线路交叉跨越的情况,可以在远处带来雷电,让1OkV配网线路遇到雷击的情况。10kV配网线路相较于高电压等级配网线路而言具有较低的防雷设计,如果在多雷区和出现同等级雷电情况下,1OkV配网线路会明显的削弱防雷能力,是引发雷击事故的关键性因素之一;其三,感应过电压的影响。因10kV配电线路部分线路段是在城郊的位置,通常线路杆塔周围具有水塘、水田等,如果雷云对线路附近地面放电,则在大地中被雷电感应的异号电荷会及时的移动到雷击点两侧,周围土壤电导率是显著的低于水的电导率的,会引发线路容量产生雷击时形成感应雷过电压而跳闸;其四,接地引下线问题。设备与接地体连接体就是接地引下线,现场调研情况显示,主要是有两种接地引下线方面的问题,即接地引下线规格多种多样不尽统一,例如有的是铜线,有的是扁铁等,具有接地引下线未规范化的连接现象,另外就是居民用电护电意识较弱,10kV配网线路很多路段具有杆塔接地引下线断裂遭到破坏现象。
4 10kV配网线路的防雷技术保护措施
(1)在10kV配网线路的防雷方面,需要结合实际情况做好防雷工作,就本10kV配网线路而言,需要充分考虑当地多雷的自然条件,从各个方面提高防雷能力。

其中,在杆塔选型上,需要改变通用设计方案,根据多雷的客观实际与相关防雷经验,在杆塔上架设屏蔽针,并对跨越杆塔的转角杆跳线、保护角等采取有效屏蔽处理,对杆塔接地电阻采取降低措施,当遇到土壤电阻率较高的情况时,需要通过接地延伸的方式解决,保证接地电阻符合相关规程的要求。(2)增加分流。在10kV配网线路的雷击事故中,雷电击中杆塔后,入地电流会在接地电阻、塔身上形成高电压,为降低杆塔反击电位,需要采取增加分流的措施,具体包括:1)降低接地电阻,通常来说,接地电阻应当控制在10Ω,在电阻率稍高的山区,也需要控制在25-35Ω范围内;2)对接地进行适当延伸,通过铺设延伸接地的方式,可以对入地电流起到更好的分散效果,也可以耦合导线,降低雷电的反击;3)装设耦合地线,可以起到增大地线、导线间耦合系数与提高分流的作用,从实际运行情况来看,耦合地线具有较好的防雷效果,但在终端杆塔中采取耦合地线时,需要结合延伸接地、降低接地电阻的手段来提高防雷保护水平。(3)做好绝缘保护。绝缘是10kV配网线路防雷的重要保障,对线路运行安全起着关键作用,可以采取的保护措施有:1)在绝缘子选用上,要加强对绝缘子性能的检测,确保绝缘子质量符合要求,发挥良好的绝缘作用,提高线路的绝缘能力;2)在配网线路运行过程中,需要加强对绝缘子零值检测,及时发现绝缘性能受损的情况,并及时更换绝缘子,避免出现长期绝缘性能降低;3)在雷电活动剧烈的季节或地区,需要对频繁跳闸的杆塔采取增加绝缘子数量的方式,提高对反击电压的承受能力,并用胶装瓷横担代替针式绝缘子,增加绝缘子串的数量,增加导线与杆塔间的距离,达到增强线路耐雷能力的效果。(4)设备避雷器的运用。在10kV配网线路的电缆、配变开关的高压侧与变压器低压侧,需要安装避雷器,避免雷击造成的损坏;同时,对于避雷器需要进行定期检测与轮换,及时将避雷性能降低与旧式防雷设备淘汰,确保避雷器具有良好防雷效果,提高10kV配网线路的防雷能力。(5)做好接地电阻的控制。在接地电阻施工完成后,需要在干燥季节进行测试,确保测试的准确,保证接地电阻值是符合设计要求的;同时,在运行中还需要对地网的接地电阻进行定期测试,及时发现不符合要求的情况,采取改造方式提升地网导流能力。(6)架空导线的防雷措施。在10kV配网的架空导线中,绝缘导线只是在靠近建筑物或人口相对密集区域使用,该10kV配网采取的是JKLGYJ-70型号绝缘导线,在产生雷电电流时,导线的散热性是低于裸导线的,容易造成导线烧毁故障。对此,应当采取加设氧化锌避雷器的方式来解决,如果导线架空长度相对较大,除了安装在两侧的避雷器外,也需要在中段合适部位装设避雷器,如果有线路交叉跨越的情况,氧化锌避雷器适宜安装在交叉点附近的杆塔上。(7)设置绝缘薄弱点。在10kV配网线路或者设备上,可以通过人为的方式来设置绝缘薄弱点,也就是间隙装置,利用间隙击穿电压相对较低的特点,在配网正常运行时,间隙会保持隔离绝缘;当出现雷电过电压时,间隙会击穿接地,对放电电压产生降压效果,进而对配网线路、设备的绝缘起到保护作用。
5 结语
        供电企业若想获得长远平稳的发展,维护10kV配电线路安全运行质量是其中一个重要的因素,而且深刻的影响到企业经济效益。加强线路防雷水平的提升,对维护电网安全意义巨大。有效的避免10kV配网线路遭雷击的策略较多,但是必须要从实际出发、实事求是、因地制宜,科学合理的选用,确保所做线路防雷工作是可行的、有效的,达到保护电网安全稳定的运行的目标。

参考文献:
    [1]高付松.10kV配电线路防雷措施研究[J].建筑工程技术与设计,2018,(18):3034.
    [2]刘才进.10kV配网线路防雷技术的保护方案分析[J].价值工程,2018,(21):215-216.3
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