摘要:10kV的配电网在应用中相对交于广泛,相关设备较多,绝缘性能较差,所以经常会出现由于电压的不稳定而绝缘的情况发生。在目前社会应用上来说,10kV的线路多以架空线路为主,由于架空的性质原因,架空线路环境相对较为空旷,很容易受天气原因以及雷电的影响,所以在架空线路施工时需谨慎的采取绝缘导线进行施工,情况较严峻的可以采取有专门的防雷击技术措施的绝缘导线。架空绝缘导线属于相对实用以及应用较多的方式,既避免了裸导线易产生的“线树矛盾”所出现的断电现象,也避免了电缆铺设中的开挖动土的工程投资。近年来,由于社会发展迅速,城市的配点网络越来越发达,雷电对导线的击断现象日益受到关注,因此,如何对导线进行安设,以避免雷电的袭击,保障架空绝缘配电网的一切安全运行成为配电网系统中一个着重的问题。当超过大气压值的电弧放电后会引起雷电过电压闪络状况,并在其一瞬间会产生非常大的电流,但是持续时间不长,不会导致导线烧断但是会造成穿孔。
关键词:10kV配电;绝缘线路;防雷措施
引言
10kV架空配电线路正常运行的时候,若遭受雷击,就会产生绝缘导线受到破坏造成线路中断的事故,其能承受的雷电冲击电压水平在100~300kV之间,对于线路直击雷来说其承受能力只有几千安。导线在雷雨天气能对其产生500kV以上的感应电压,这对于绝缘子串雷电冲击电压耐受能力有着非常高的要求,而且其感应电压一般都超过了其相应的耐受能力。因此,10kV架空配电线路在雷雨天气运行的过程中遭受雷击损害的原因在就在于绝缘线路容易产生相应的感应电压而其自身的耐压状况并不很好,因此会对其造成损坏,其与绝缘子底部的金属能形成相应的短路通道,其间所产生的热量足以将其融化,这样就会使导线锻炼,使线路中断,不能正常运行。
1、绝缘导线雷击断线原因
(1)架空的绝缘导线引雷击产生的过电压会对导线的绝缘子以及绝缘层产生作用,雷击引起闪络使导线某一处出现针孔状破坏,并会借助针孔周边绝缘层的保护,仅仅在一处进行燃烧,使得导线横向烧断。然而,这种现象不仅仅发生在架空导线中,在裸导线的应用中也经常会发生这种绝缘子闪络的情况,工频续流在通电导线的电动力作用下,电弧顺着导线会向着相反的方向滑动,并不在一处燃烧,所以不会导致导线断裂的情况发生,会比导线横向烧断的现象更利于维修。(2)例如,2010年7月时,在我国海南地区某10kV配电线路遭受雷击导致绝缘导线发生多出断裂的事故,其中,单相断线有2处,两相断线有2处,三相发生同时断线1处,由于多处断线导致绝缘导线断线引发大面积断电事故,给地方生产生活造成极大的不便,以及经济财产的损失。据相关调查,这种大面积断电事故不仅在海南,在福建、广东等多个雷电频繁地区都常有发生,因此各地电力部门对此非常重视。这些地区为强雷区,年平均雷暴日平均为114.2日,另外,该地区的土壤的电阻率也相对较小,所以容易导电引起雷击,土壤通过静电感应在受到雷击后,土壤使电流沿着电阻率较小的区域进行流动,由于长此以往的电流流通,电阻率较小的地区由于长时间受到电流的影响存积大量电荷,在下一次雷电时期就会导致电流自然而然的向该地区导去。
2、10kV架空配电线路防雷措施具体方案
2.1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。
2.2架设避雷线
配电线路在架设避雷线之后能有效提高其耐雷水平,但我国对于避雷线的架设地区范围还是较少的,因为避雷线经常在110kV以及以上的输电线路中才有。在出现雷击现象的过程中,避雷线和线路导线之间存在耦合,能使作用于线路导线绝缘子两端的电压降低,所以在雷击过程中避雷线担当重要的角色,但如果在10kV架空配电线路上架设避雷线会加强线路的引雷作用,对于雷电灾害严重的区域可能会给配电线路造成更多的危害,所以选择在10kV架空配电线路上安装避雷线的时候一定要做好认真的勘察,在适合的地区安装,尽可能在雷电灾害严重的地区少安装避雷线。
2.3减低接地电阻
在进行10kV架空配电线路的建设过程中对其杆塔进行接地电阻的减低能很好地提高其防雷效果,其在遭受雷击之后产生跳闸的现象主要是因为其感应器的耐受值不高而造成的,因此进行接地电阻的减低也只是间接地对其防雷效果进行提高,而且也能将雷电冲击泄放,这样能有效保护配电线路在雷雨天气不受到损伤。在一些雷电活动较为频繁的地区会经常出现雷击闪络现象,这对于电力系统的安全运行是非常不利的,因此在该地区进行杆塔的接地电阻的减低,能有效地保证其跳闸频率降低,对于整个线路的抗类效果进行提升,在降低电线路杆塔接地电阻的过程中也需要对其安置位置进行合理的安排,这样才能有效地将其避雷效果提升,通常将在水平接地部分加入降阻剂作为主要的防雷措施。
2.4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。
结束语
综上所述,随着社会的不断进步,科技的不断发展,有需求就有推动力,所以现如今防止10kV架空绝缘配电线路的防雷措施层出不穷,可以因地制宜的选择适合自己的方案,比如最普遍使用的避雷器以及防弧金具,不过需要在连接处做好防水措施,以及由于避雷器暴露在环境外,需要定期对避雷器进行养护,以保证避雷器的功能正常使用。根据自身的情况来制定属于自己的避雷方案,更好的做好防雷措施,保障供电的正常。
参考文献
[1]章伟.10kV架空配电线路防雷措施研究与应用[D].上海交通大学,2012.
[2]刘毅.10kV架空配电线路防雷技术与措施[J].城市建设理论研究:电子版,2012(11)