摘要:社会生产生活用电量急剧增长,电力系统的运行负荷大大增加,10kV及以下配网作为我国常用电压,随着用电量的增长,发生电力事故的可能性也在同步增长。雷电事故是导致10kV及以下配网出现安全事故的主要原因之一,如果配电线路遭受雷击,会产生过电压和过电流,破坏电气设备,出现严重的电力故障。
关键词:电力系统;配网10KV架空线路;综合防雷技术
1雷电形成的条件和危害
1.1雷云放电
雷云放电所产生的电流较大,最高可以得到几百千安培,放电时间较短,大概在30~50μs左右,放电时产生的温度较高,并且周围的空气会迅速膨胀,产生的声响较大,破坏周围环境。雷云放电同时还会产生热效应、电磁效应和机械效应,影响到周围电气设备的正常运行。如果电机电气设备产生瞬时高温,则会瞬间融化金属构件,影响电气设备稳定运行,将带来不可估量的经济损失和人员伤亡。
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当前配网10KV架空线路存在的问题
2.1配网10KV架空线路保护措施不到位
之所以配网10KV架空线路会遭受到雷击,其中还有一个非常重要的人为因素,许多不法分子去盗窃10KV架空线路中的接电线、开关等设备,而有关部门如果没有对设备进行及时更换,就很容易导致架空线路直接裸露在空气之中,失去了有效防护。在这种情况下,自然很容易受到雷电打击。与此同时,配网10KV架空线路对应设备的安装流程没有遵守规范,或者设备出现老化同样会迫使架空线路遭受雷击。许多架空线路的避雷设施在安装上也会出现失误,例如只在其中一端安装,忽略了另外一端的避雷设备安装。由此可以看出,当前我国的配网10KV架空线路在保护措施上依旧没有做到位。
2.2防雷技术手段存在局限性
就当前阶段而言,我国对于配网10KV架空线路主要的防雷措施就是降低接地电阻,虽然此类方式可以起到一定的雷击防护作用,但是同样存在一定程度的局限性。降低接地电阻,可以帮助平原或者本身电阻率较小的地区起到很好的抗雷击效果,不过在一些地势较为严峻的地区恐怕就难以胜任雷电防护工作。另外一方面,许多地区的接地网铺设也存在一定的缺陷,为了将尽可能降低电阻,增大地面与土壤之间的接触面积,导致铺设长度严重超标。这样一来,由于接地线过长会带来附加的电感值,导致塔顶点位增高,最终会降低配网10KV架空线路的防雷效果。
3强化配网10KV架空线路综合防雷技术的有效举措
3.1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。如果是在山区杆塔防雷管理,应做好接地电阻质量把控,施工全过程监管和控制,一旦发现问题及时解决。需要注意的是,塔脚位置的接地网敷设较长,可以适当地提升电线和地面之间面积,降低电阻率。但如果配网遭受雷击,接地电线过长,伴随的附加电感值随之增加,塔体的电位和电压差变大,影响到防雷装置的防雷性能,埋下一系列安全隐患,需要予以高度关注和重视。
3.2提升配网10KV架空线路的绝缘性能
首先,要想从根本上提升配网10KV架空线路的防雷效果,必须将其绝缘性能进行优化,要把控好各类细节问题。电网有关运行管理部门必须要严密控制好架空线路绝缘性的检验工作,要充分发挥自身的主观能动性,在强化管理岗位的监督职能的同时,还应该落实好电网技术人员的专业培训。培训内容不仅需要重点讲述配网10KV架空线路绝缘性能的专业知识,还要在职业素养方面下功夫。对于架空线路中的各类设备安装流程,务必遵守安装操作规范。另外,考虑到经济造价方面的问题,如果将整个配网10KV架空线路全部换成绝缘导线必定是不现实的,因此可以尝试在原始线路上用绝缘线替代换线,或者在其中放置绝缘层,利用此类手段可以提高两根线路之间的绝缘性能。
与此同时,如若发现配网10KV架空线路中出现了熔断器、开关等故障,必须要在第一时间展开修理工作。在输电网正常运行的过程中,要对电路电流电压问题进行科学配置。虽然针式绝缘体在实际的应用中存在一些弱点,但是考虑到此类技术的应用范围非常广泛,因此应该大力加强针式绝缘体的防雷研发。另外一方面,还应该将接地导线进行针对性的优化,定期对电网系统中的接地电阻以及接地装置进行排查,及时处理各类设备故障问题。
3.3巧设氧化锌避雷器
对于配网10KV架空线路的综合防雷措施,同样可以考虑在具体的配电网络中应用避雷器。不过,考虑到普通的避雷器在遭受雷击之后会产生巨大的工频电流与超额电压,使用寿命非常短,因此在配网10KV架空线路中的实用价值并不高。这样的话,其实可以尝试利用氧化锌避雷器来规避这一难题,氧化钙避雷器最大的一个益处就是几乎不用后期维护,同时还可以满足线路保护要求。另外,在安装好氧化锌避雷器之后,还需要满足“四点一地”的要求,确保变压器中性点接地,而且要将接地阻值控制在100欧姆以上。
3.4合理规划避雷线
除开上文提到的氧化钙避雷器,其实还可以合理规划避雷线。不过在开展具体的线路施工作业中,一定秉持具体问题具体分析的理念来开展工作。新时代背景之下,避雷线的使用同样非常广泛,而且与避雷器相比,它具备更加独特鲜明的应用优势与特征,使用起来非常灵活。在配网10KV架空线路中规划避雷线的时候,相关工作人员一定要根据当地的气候环境因素来设计合理的架设方案,要结合该地区的地质地貌、土壤状况以及接地电阻等各方面的因素考虑在内,因地制宜的采取避雷线技术方案。以笔者2014年11月10kV龙新西线724七礤支线线路防雷改造实践为例,由于该地区处于高山密林地带,常受雷击干扰,用户意见大。对此,笔者多次深入现场查看,大量收集跳闸数据,分析跳闸原因是受雷雨天气影响,于是对不合格接地网进行了改良,在该线路加装了架空防雷地线,并将不良绝缘子成支柱防雷绝缘子。经过改造,线路近三年来从未出现过雷击跳闸事件,提高了用户供电稳定性。关于导线加装电压装置。
3.5注重线路划分,依据等级来进行防雷改造
关于配网10KV架空线路的综合防雷措施,还需要注重线路划分方面的工作,务必依据线路等级来进行防雷改造。对于等级较高的线路可以采用“堵塞型”防雷措施,而对于一般等级的线路可以采用“疏导型”防雷措施。具体而言,划分到一类用户的主要包括学校、政府、医院等;二类用户主要包括一般企业以及各城镇居民;三类用户这主要包含农村、郊区等。注重线路划分,最主要的目的就是为了能够对不同地区做好精准的防雷等级,促进资源整合。
结语
综上所述,面对电力事业飞快发展带来的挑战,保证10kV配网架空线路,做好防雷保护十分重要。我国是一个地域广阔的国家,不同地区出现雷击事故概率不同,通过选择合理的防雷保护措施,安装避雷器,最大程度上降低雷击事故发生概率,维护10kV及以下配网稳定运行。
参考文献
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