(贵州电网有限责任公司六盘水钟山供电局 贵州六盘水 553000)
摘要:10kV电力线路长期运行在露天环境中,尤其在夏季的雷雨天气时,线路落雷造成的故障更是屡见不鲜。虽然,近年来为确保10kV电力系统的可靠供电,供电部门相继采取了一系列防雷措施,但是由于雷电形成机理的不确定性和复杂性,使得线路落雷造成的绝缘子闪络放电、绝缘子、避雷器击穿以及雷击断线等故障一直没有得到好的解决。本文就10KV电力线路雷击故障及防雷措施进行分析探讨。
关键词:10KV线路;雷击段;整治方法
一、雷电对10kV电力线路的危害
雷击对10kV电力线路的危害主要有以下几个方面:一是线路落雷造成绝缘闪络,绝缘子闪络放电过程中造成线路跳闸,一般情况,绝缘子有自恢复功能,跳闸后,能够及时的恢复送电,但是在停电的瞬间有可能因为设备的切换造成瞬间电弧光,影响设备安全。二是在线路落雷的情况,造成线路绝缘击穿,绝缘击穿后,不能及时的恢复,有可能造成接地故障,接地故障的发生对线路的运行安全产生重大影响。一般单相接地故障对人身安全会造成影响,如果在线路未停电的情况接近接地处所,可能造成人身伤害。三是在线路落雷造成线路的断线故障,断线故障发生时,有些会发生跳闸,有些不会发生跳闸,尤其在不跳闸时,线路搭在大地或其他建筑物、树木等处所会给人身安全造成极大的隐患。四是如果雷击造成设备损坏,比如说开关、箱变或者柱上变压器等,一定会影响到正常的供电,给设备安全稳定运行造成的影响是最大的。
二、线路运行情况
1、10kV左新线于2015年建成运行运行至今,属雷击故障较多的典型线路,根据统计2018年雷击故障共计4次,分别为79号引流线击断、79号C相避雷器击坏、73-74号杆之间B相导线击断、75-76号杆之间C相导线被雷击断,占原汪家寨供电所上半年掉闸率的25%,属雷击重灾线路。
2、10kV塘韭线于2013年建成运行运行至今,属雷击故障较多的典型线路,根据统计2017年雷击故障共计3次,占原大湾供电所掉闸率的42.85%,属雷击重灾线路。
3、10kV塘开线于2013年建成运行运行至今,属易雷击的典型线路,根据统计2017年雷击故障共计1次,占大湾供电所掉闸率的14.2%,属易雷击线路。
4、10kV塘海线于2010年建成运行运行至今,属易雷击的典型线路,根据统计2017年雷击故障共计1次,占大湾供电所掉闸率的14.2%,属易雷击线路。
三、雷击原因分析
1、汪家寨镇位于六盘水西部,地势为西高东低,主要地貌为高中山、中山丘陵,山地、坡地最高海拔(新华白岩脚)2200米,最低海拔(沙坝场)1650米,总面积75.6平方公里,丘陵及山区面积占62.1%;最高线路海拔1782m,年雷暴日为68天,地处多地闪及重落雷区,雷击造成掉闸率占31.25%.
2、大湾镇位于六盘水西北部,地势为北高西低,主要地貌为高山、中山丘陵,山地、坡地最高海拔(新华白岩脚)2900米,最低海拔(幸福村)1694米,总面积102平方公里,丘陵及山区面积占62.1%;最高线路海拔2854m,年雷暴日为73天,地处多地闪及重落雷区,雷击造成掉闸率占71.42%.
3、10kV左新线、塘韭线、塘开线、塘海线,路经地处气流抬升作用有利于雷云的垂直发展位置,山峰对气流的阻挡有利于冷暖云团间的汇合环境,强雷云的局部电场,增强雷云底部大气静电场,形成地面电场畸变度,从而导致雷云对以上线路地段电闪频率较高,造成雷云地段线路遭受直击、绕击雷及雷击过电压次数较多。
四、防雷击措施
1、加设氧化锌跌落式避雷器。在配电线路上加设氧化锌避雷器可以有效的增强对雷电的干扰,提高线路的防雷水平。避雷器的使用在10kV电力线路中要求较高。
在多雷区域也经常使用线路避雷器,它是最有效的配电线路防雷措施之一,使用避雷器后,可以对架空绝缘线路形成有效的保护。虽然在线路上使用避雷器是最为有效的防雷措施之一,但是在避雷器本身来讲,避雷器经常受到雷电流的作用,容易造成设备的老化,在10kV电力线路上增加避雷器虽然可以促进防雷保护,但也会使线路的接点增加,线路的故障率也会随着避雷器的老化而增加,加大了运行检修的工作量,无法在全线路普遍使用。
2、架设避雷线。架设避雷线是一项主要的防雷措施,避雷线主要是为了屏蔽直击雷,有了避雷线,一般雷击直接作用于避雷线。虽然避雷线对雷电绕击也能产生一定的作用,但是不是很显著。另外架设避雷线对于感应雷也有着一定的效果,能够降低雷击在线路上的感应过电压。但10kV线路由于保护角度问题,在雷电直接落在避雷线上时,还有可能与电力线路之间发生闪络放电,并且增加避雷线会使杆塔负担加大,10kV电力线路杆塔普遍较低,架设避雷线更加适用于输电线路。
3、与绝缘子并联放电间隙。在10kV电力线路雷电频发处设置与绝缘子并联放电间隙的防雷保护装置,是一种行之有效的防雷措施,而且它有着结构单一、成本不高的优点,在线路落雷时能够迅速的击穿并将雷电流倒入大地,从而达到保护线路以及绝缘子的效果。现阶段也采用避雷器并联放电间隙和放电间隙串联辅助间隙的防雷方法,并取得一定的效果。但是在每基电杆都增加与绝缘子并联的放电间隙无疑会使线路的稳定性变差,而且线路维修维护的工作量也会随着设备的增加而增大。
4、降低杆塔冲击接地电阻。降低杆塔接地电阻对于线路的防雷有着重要的作用,有着良好的接地能够保证电流及时有效的流入大地,能够有效的降低雷电流对线路的冲击。虽然说杆塔电阻降低对于雷电流导入地下有着更好的效果,但是部分地区实现起来较为困难,对于复杂地段,也是一项难题。目前10kV电力系统的设备对于接地电阻的要求越来越高,降低接地电阻在平原、水源充足的地区能够良好的使用,但是在干旱地区以及山区等处所效果不明显。
5、提高线路绝缘水平。在10KV电力线路中,雷击造成绝缘子击穿的设备故障常见,采用提高线路绝缘水平的方法可以有效来减少雷电对绝缘子的冲击。另外使用复合绝缘子以及大爬距的绝缘子都在控制绝缘子闪络上有着一定的效果。但是在10kV电力线路中电杆普遍偏低,提高线路绝缘水平也意味着杆塔负重提高,投资相对增大。
五、防雷击技术的具体应用
1、防直击雷。在10kV左新线(54号、59号、61号、62号、63号、70号、72号、77号、74号、75号、76号)杆;10kV塘韭线(85号、87号、165号、186号、201号)杆;10kV塘开线(21号、80号、110号)杆;10kV塘海线(75号、162号、169号)杆;地处高坡易直击雷地形地段安装避雷针,与地面形成等电位差,利避雷针用自身的高位差,使电场强度增加到极限值的雷电云电场发生畸变,开始电离并下行先导放电;避雷针在强电场作用下产生尖端放电,形成向上先导放电两者会合形成雷电通路,随之泻入大地,达到避雷效果。
2、防绕击雷。在10kV左新线(47号、51号、60号、71号、82号)杆;10kV塘韭线(147号、153号、164号、192号)杆;10kV塘开线(24号、78号)杆;10kV塘海线(76号、160号、168号)杆线路地形位于山谷迎风气流口,易绕击雷地段安装跌落式避雷器,当雷击过电压超过避雷器的保护水平时避雷器便动作,给雷电流提供一个低阻抗的通路,使其泄放到大地,从而限制了电压的升高,保障了线路、设备安全。
结束语
近年来,设备的更新改造越来越多,更多的线路更换为绝缘导线,但是绝缘导线在防雷上的先天不足,绝缘导线区段的防雷击断线故障率较高,采取柱式防雷绝缘子后可以有效的改善雷击断线故障。
参考文献
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