摘要:伴随我国电力行业的不断发展,电力基础设施日渐增多,以及雷电天气的日渐频繁,做好电力设施的防雷工作,变得越发重要。本文结合当前实况,以10kV架空配电线路为研究对象,分别从绝缘配置、避雷器等方面,探讨具体的防雷措施与方案,望能为此领域研究有所借鉴与帮助。
关键词:10kV架空配电线路;避雷器;绝缘配置
在整个电力系统架构当中,10kV架空配电线路为其不可分割的重要构成,引起绝缘水平较低,对雷电过电压有着欠佳的防护能力,尤其是雷电天气比较多的地区,雷击跳闸情况时常发生。所以,强化10kV配电线路的防雷电工作,对于实现配电线路跳闸情况的减少,有着积极作用。本文分别从缘配置、避雷器等方面,探讨其具体的防雷措施配置方案,现对此剖析如下。
1.绝缘配置分析
针对10kV配电线路而言,其之所以频发雷击跳闸事故,主要原因在于绝缘水平低下,所以,强化绝缘处理,有助于线路耐雷水平的提升。现阶段,国内外已围绕10kV配电线路的绝缘配置工作开展了许多研究:其一,选用绝缘塔头或者是绝缘横担;其二,采取不平衡绝缘的配置方式;其三,选用有着更高冲击电压耐受性能的绝缘子。既往实践可知,如果选用瓷横担绝缘子,那么其在雷击跳闸频率方面,较之针式绝缘子,要明显偏低(33.5%)。现阶段,在我国珠三角地区的许多10kV配电线路直线塔上,均选用的是瓷横担绝缘子S-185,并逐渐对传统的针式绝缘子P-15(绝缘水平低下)进行更换,经实际运行得知,完成更换的10kV配电线路(瓷横担绝缘子),其雷击跳闸率得到大幅降低。另外,还需要指出的是,将瓷横担绝缘子的绝缘长度酌情增加,有助于线路防雷水平的提升。
在同塔多回输电网当中,选用不平衡绝缘,可以实现双回同时跳闸相应概率的降低。而10kV同塔双回配电线路之所以会出现雷击跳闸情况,主要原因在感应雷。如果绝缘子出现绝缘闪络情况,并且有单相接地发生,那么此相导线与架空地线相比较,可以对部分感应过电压进行耦合,降低其它相导线的感应过电压,最终便可达到提升其它相导线的耐雷水平的目的。有研究指出,用不平衡绝缘可以实现线路雷击跳闸频次的降低,有着最高雷电冲击耐受电压幅值的瓷横担绝缘子,如果采取不平衡绝缘,那么其在具体的防雷效果上,也会有明显降低。所以,当采取不平衡绝缘时,两种绝缘子有着比较大的雷电冲击电压耐受能力差别,因而有着比较低的防雷效果。对于10kV配电线路存在较低绝缘水平的问题,有研究建议用绝缘横担对铁横担进行替代,且通过机械性能试验与电气性能实验,最终结果得知,绝缘横担有助于线路绝缘水平的明显提升,并且还可以较好的满足机械性能、耐污要求。但伴随10kV配电线路绝缘水平的不断提升,雷电波在线路向线路终端传送,造成线路终端避雷器频繁动作,因而容易引发损坏事故;当雷电波进入到变压器时,会烧毁变压器。
2.避雷器
要想降低10kV配电线路的跳闸事故,安装线路避雷器为最有效方式。
依据用途不同,可将10kV配电用避雷器划分为三部分,分别为电站避雷器、线路避雷器与配电用避雷器,而依据结构不同进行划分,可分为两种:其一为无间隙避雷器,其二是间隙避雷器。从避雷器的基本动作特性可知,在对相导线进行安装时,所产生的感应过电压,会造成避雷器动作,所产生的冲击电流均会入地;此相导线耦合其它相导线,耦合的这部分电压与其它相导线之间,会形成感应过电压,而且还会相互叠加,从而降低绝缘子两端的电压,最终达到改善耐雷水平的目的。另外,还需要指出的是,如果将1组2个避雷器分别安装在同塔双回线路的上、中、下相上,以此提升线路防雷性能,尤其是在中相导线上,通过安装1组2个避雷器,有着不错的防感应雷效果。需说明的是,10kV配电系统通常为中性点不接地系统,当相间短路故障发生后,会引发线路调整事故,所以,将避雷器安装在一回两相上,其几乎不会发生感应雷跳闸。
在10kV配电系统防雷架构当中,避雷器性能突出,现阶段,10kV配电网大量选用的是配电用避雷器,这样可以防止配电设备在雷电过电压下出现损坏,而且还有助于雷击跳闸率的降低。但需说明的是,在实际运行过程中,如果存在避雷器质量问题,或者是出现运行维护不到位的情况,那么非常容易造成避雷器击穿故障。当击穿之后,10kV线路经避雷器而接地,当此情况发生后,需先停电,然后才能将隔离故障处理掉,所以,其有助于供电可靠性的降低。
3.其它防雷措施
3.1降低接地电阻
促进接地电阻的降低,有助于输电线路反击跳闸率的降低;需要指出的是,在10kV配电线路发生雷击跳闸的各类诱因中,最常见的是感应雷,所以,在10kV配电线路防雷措施中,降低接地电阻,其效果并不理想。但其降低对泄放雷电流冲击波有利,而且还能减轻设备损坏。另外,降低接地电阻还有助于雷击大地时杆塔电位的降低,预防雷电波经地面对配电线路进行反击。
3.2架设避雷线
在提高线路耐雷水平方面,避雷线发挥着重要作用,所以,其在≥110kV的电压等级输电线路上,应用已比较广泛。当出现雷击大地情况时,因导线与避雷线间有耦合,受此影响,在导线绝缘子两端起作用的电压,会不断降低。所以避雷线有助于配电线路感应耐雷水平的降低。但需强调的是,将避雷线架设于10kV配电线路上,可以强化引雷作用,使更多雷打于配电线路上,引发更为严重的雷击灾害。
4.结语
综上,选用有更高绝缘水平的绝缘子,有助于10kV配电线路耐雷水平的提升,上相导线绝缘子的绝缘水平相比其他相导线,明显偏低,因而可以大幅提高线路耐雷水平。另外,将避雷器安装于同塔双回线路当中的一相,也可提升线路防雷效果,并且在中相导线上进行安装,防雷效果更为突出。依据10kV配电系统通常为中性点不接地系统的这一特点,通过二相安装避雷器,能够降低感应雷所致跳闸事故的发生。
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