10kV架空配电线路的防雷措施

发表时间:2020/12/11   来源:《中国电业》2020年23期   作者:李智文
[导读] 随着我国社会主义市场经济的飞速发展,我国各个行业都的到了飞速的提升。城乡电网主要为10kV架空配
        李智文
        广东电网有限责任公司肇庆四会供电局  广东四会  526200
        摘要:随着我国社会主义市场经济的飞速发展,我国各个行业都的到了飞速的提升。城乡电网主要为10kV架空配电线路,该线路途径存在着复杂的地理环境,且处于较低的绝缘水平,因雷击造成事故而跳闸的概率较高,在配置架空配电线路时,需实施良好的防雷措施。依据运行线路的实际配置中,改善防雷配置措施,可对配电线路的雷击跳闸率进行有效控制,避免因雷击影响而对10kV架空配电线路造成损伤,保证日常生活中人们的安全用电。
        关键词:10kV;架空配电线路;防雷措施
        引言
        由于城乡绿化及基础设施建设的不断增多,10KV配网线路网架结构调整及陈旧配网线路的改、扩建工作的不断完善等原因,出现了配网线路改造通道选择难、征地难、扫线难等问题,如裸导线与树木、建筑物水平距离不满足规范要求、运行的配网线路与跨越物交叉净距不合规等。这既增加了城乡规划的难度,也影响了配网线路的安全运行。为了缓解矛盾、确保用电安全,绝缘导线应运而生,并在配网线路建设中得到了广泛应用。但是,如何合理使用绝缘导线,减少或避免雷击事故的危害是当前配网线路建设中亟待解决的难题。
        1、绝缘导线特性
        绝缘导线特性主要涉及到以下方面具体内容:(1)具有优异的机械物理性能,耐磨性好,能承受较大的机械应力;耐各种化学溶剂,在周围各种腐蚀性媒质中较稳定。(2)绝缘电阻不小于200MΩ。(3)绝缘耐电压为3500V/5min不击穿。(4)长期工作时,最高额定温度可达90℃;短路时,最长持续时间不超过5s,电线导体的最高温度可达250℃。(5)交联聚乙烯绝缘有“恐水症”,导线潮湿进水,在高电压下形成“水树枝”,会导致绝缘破坏。
        2、10kV架空配电线路的防雷措施
        2.1辅助线路绝缘水平提升
        运输过程在很多10kV架空配电线路中的影响因素包括气流、地形地貌。因此很容易有重复性闪络情况出现,该现象长于山区的供电线路中发生,该区域为了节省线路的走廊,一般情况下,在供电线路中会使用相同杆塔,多个回路技术,设置架空配置电线路,以该形式确保线路的走廊成本得到节约,有效改善对线路的投资,但需重点关注在线路或线路中间相同杆塔,多个回路技术会导致距离较远的现象,若雷击相同回路中对线路,会引发线路的绝缘子击穿地面的现象。在此过程中,还会严重影响到相同杆塔中的多个回路,在一定程度上威胁到配电线路对供电可靠性。针对现有情况,可采用将线路绝缘增加的形式,保证提升线路绝缘水平,用绝缘导线对裸露的导线加以替代,并增加绝缘子片数量,还可以于绝缘子支架和带线增加和更换绝缘子型号和绝缘皮。不仅如此,在施工配电线路过程中,应依据实际情况,设计关于线路方面的防雷措施。在设计不同地区的线路时,应考量当地气候,进行针对性的设计梳理,从全方位对线路中的耐雷水平加以满足,接地测量电阻,从而实时检测接地现象,若偶尔有雷雨季节,就应有效测量接地电阻,通过接地扁铁加大接地面积,有效改善电阻值,实现防雷电的效果。
        2.2配电线路雷击跳闸率计算及差异化防雷方法
        通过多年的探索与实践,配电网基本形成了一些实用性的常规防雷措施。但是目前针对配电网线路精确的雷击跳闸率计算方法以及考虑实际地形和雷电活动的差异化防雷方法等尚需要开展深入研究。

针对这些问题,国内外学者开展了大量研究,建立了不同的雷击跳闸率计算模型,但并没有综合雷电击距、落雷数据等的差异性给出比较精确的雷击跳闸率计算方法;研究了输电线路差异化防雷方法,但都是针对电压等级较高的固定线路,配电线路结构复杂,范围广,很难对每一条线路都进行差异化防雷设计。而且输电线路防雷等级评估标准主要以2005国家电网公司发布的《110(66)kV~500kV架空输电线路管理规范》为依据,对于电压等级较低的配电线路,尚未有统一规范对其雷击风险指标值进行规定,各个地区的实际指标值也略有不同。
        2.3架空绝缘导线在10KV配网线路建设改造中的应用技术
        首先是全线避雷是配网线路发展的趋势。新建的10KV配网线路应全线架设避雷线并按计算距离加装一定数量的线路型避雷器,处于多雷区的配网线路还应在重点杆塔上加装避雷器,并做好防雷接地。对于多雷区避雷器,有:I≤0.5×(U50%-Ubm)×V/a=487.5m≈500m式中,I为避雷器的保护距离,m;Ubm为避雷器的残压最大值,取55KV;U50%为线路绝缘子的50%放电电压,取120KV;a为为雷电波陡度,取1KV/50μs;V为波速。按照DL/T5220—2018《10KV及以下架空配电线路设计技术规范》规定,并结合多年现场案例、运行维护经验,配网线路避雷器安装需遵循以下原则。(1)DL/T5220—2018《10KV及以下架空配电线路设计技术规范》12.0.3规定:柱上断路器、隔离开关的两侧均应装设避雷器。(2)沿线新建的电缆杆、进出线终端杆必须加装避雷器。(3)沿途穿越高压输电线路,穿越档两侧任选一基杆塔加装一组避雷器。(4)跨越相同电压等级的电力线,跨越档两侧任选一基杆塔加装一组避雷器。(5)大跨越档,应在跨越档两侧杆塔均安装一组避雷器。其次是    探索改进配网线路接地系统。接地系统的作用就是使进入防雷系统的直击雷或感应雷电流顺利流入大地,避免对被保护物体产生破坏。导致配网线路雷击断线、跳闸的原因大多来自于配网线路的接地系统,尤其配网线路采用绝缘导线后,雷击事件频发,造成许多配网线路断线事故,因此改进配网线路杆塔接地系统迫在眉睫。
        2.4降低接地电阻防雷
        当雷直击杆塔时,不会因为杆塔塔顶电位太高造成输配电线路的绝缘子被击穿而引起过电压跳闸故障。因此线路的接地电阻的大小间接反映了输配电线路的防雷能力。一般降低接地电阻的方法有三种:采用降阻剂、采用爆破接地技术和增大接地面积,其中降阻剂虽然呈偏碱性能够很好的保护接地体,但是还是会一定程度上腐蚀接地电阻,因此只能适用于短时间使用。想要长期降低接地电阻,现在常使用后两种方法。采用爆破接地技术进行防雷,主要是改良土壤,向爆破后的土壤里加入降电阻率材料,从而降低接地土壤的电阻率达到降低接地电阻的效果,提高防雷能力。而增加接地面积是最常用的降低接地电阻的措施,接地面积越大而接地电阻就越小,但是接地面积越大,所采用的接地材料也越多,因此耗财也更多,但是这种措施能够满足长期使用,后期维护也更容易。
        结语
        总而言之,10kV架空配电线路存在着较小的结构,在遭受雷击后,会有较高的跳闸率出现,需要勘察线路铺设现场,从实际角度考量,挑选针对性的防雷措施,确保有序运行电力系统。
        参考文献
        [1]罗大强,唐军,许志荣,陈德智.10kV架空配电线路防雷措施配置方案分析[J].电瓷避雷器,2012(05):113-118.
        [2]温铮祥.10kV架空线路防雷措施探讨[J].技术与市场,2017,24(09):97-98.
        [3]康善斌,杨志,曾穗明,潘岐泽.10kV架空配电线路的防雷设计[J].设备管理与维修,2019(06):152-153.
        [4]张静,金明,程云国,王华明,徐玉荣,张哲维,张慈梦,甘鹏程,严欣.10kV绝缘架空线路避雷线的保护角选择[J].电瓷避雷器,2019(02):8489.
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