配网线路防雷措施分析与研究

发表时间:2021/6/25   来源:《当代电力文化》2021年7期   作者:冷寒、刘畅
[导读] 目前,由于电力技术的不断进步
        冷寒、刘畅
        国网大悟县供电公司     湖北  孝感  432800
        摘要:目前,由于电力技术的不断进步,越来越多的电力项目正在涌现。在发电工程的建设中,配电线路的建设起着核心作用,并且随着项目规模的持续增长,越来越多的电源线逐渐交错形成线路网。防雷是建造配电线路时的重要要求。本文试图结合现实配电线路防雷状况,分析和讨论配电线路的防雷策略,以提升配电线路的防护能力,确保配电网的合理实施。
关键词:配网线路;防雷措施;绝缘;分析研究
        前言:随着我国经济的稳定增长,用于生产和生活支持的电力量也正在增长。电力行业发展越来越快,越来越多的电力技术项目正在涌现。配电线路在电力的供给配发中起着重要的影响,配电线路的施工环境复杂多样,配电网本身的结构复杂度高,因此配电线路难以管理和进行故障排除。该事故比率成因与许多情况都有关联,而雷击是主要原因之一。雷电不仅会对配网的正常供电产生负面影响,还会使电路的维护复杂化。因此,对配电线路的防雷建设至关重要。
一、配网线路防雷技术分析
        配电网络中防雷技术的使用对减少雷电放电以及对供电线路的情况具有重大影响。防雷技术使用带有金属桅杆的接地系统来定位雷击的位置,间接将雷击影响传入地面,并确保它们均匀分布,以防止过大的雷电流进入配电线路。在研究地面配电网的防雷策略时,有必要全面了解防雷技术的使用理论,分析防雷技术所处的自然环境,并制定对应的防雷措施,避免由于客观环境要素造成的雷击。例如,在山区建立配电线路时,由环境因素产生的小气候环境中易吸引雷击[1]。因此,在设计避雷系统时,不仅要确保线性支撑和支撑高度在平原水平以下,同时要避开森林,增加使用不同避雷技术的复合效果,并增加防雷设施数量,以此降低配网雷击。
二、配网线路防雷重要性
        雷电是相对普遍的自然现象,对人民的日常生活会产生十分大的影响。配电线路对雷电十分敏感[2]。由于建造配电线路的条件更加复杂且通常铺设在室外,因此受到的影响更加严重。山峰、通风口、河谷和其他地方是极有可能发生雷击的区域。如果在某些地区铺设配电线路时无法避免这种情况,将导致配电线路频繁受到雷暴天气的影响。配网线路的结构存在与雷击有关的几种主要危害。首先,存在直接雷击的风险。直接雷电打击是指雷暴灾害对配网线路造成直接电击。直接雷击会导致配网线路跳闸导致停电。其次,感应雷危害。感应雷击是配电线路经常遇到的雷暴灾害之一。当暴风云在配网线路附近通过时,电磁感应会在雷电放电过程中会产生,该电磁感应会被传输到地面。此类雷击类型非常普遍,但是对配电线路的损坏并不十分严重。通常,低于35 kV时电路损坏更为明显。最后,雷电冲击损坏。雷电冲击波是在雷暴期间发生的高压冲击波。配电线路的损坏产生是瞬间产生的且十分严重。由于高压,配网线路中的许多线路无法承受此电压,这可能会损坏线路,在严重的情况下甚至会使电网整体出现瘫痪。
三、影响配网线路防雷水平的因素
(一)绝缘子和绝缘因素
        绝缘子是配网系统中不可或缺的绝缘组件。绝缘子故障是配网系统中较为经常出现的问题,例如:绝缘瓶部分开裂、电阻数值降低等。如果未及时进行测试且未发现问题,则被雷击时可能不会产生绝缘应用,进而可能导致故障。其次,缺乏绝缘调配也是一个严重的问题,会影响配网线路的全方位绝缘。这尤其体现在配电网络和电气设备的线路之间的绝缘程度及其之间的差异方面。这种差距也将导致雷击绝缘失效进而产生故障。
(二)感应雷过电压
        在实践中,已经证明感应雷电过电压是影响配电线路防雷等级的最重要的原因。

大多数配电线路故障不是由直接的雷击引起的,而是由感应雷过电压引起的。配网系统很少与雷击直接相关,而感应雷击出现频率更高,这已成为配电网络中线路故障的主要原因[3]。研究表明,超过80%的故障是由感应雷过电压引起的。雷电感应过电压对于10 kV配网线路具有十分严重的负面影响,因为这种类型的线路通常只有两个绝缘子,并且不符合计划预设的绝缘标准,十分容易被雷电过电压干扰,导致绝缘子失效。
(三)避雷器质量
        在某些地区,配电网络的检修不够,无法更换单个电气设备。当前,一些电塔仍旧喜欢较旧的阀门避雷器的配置。这种装置在实际运作中容易出现错误,如果不及时修理和更换,将无法实现绝缘雷电的功能,特别是如果被湿气腐蚀时,也会产生电光环问题同时导致各种化学变化,最终导致电压数值降低。
四、当前配网防雷相应策略
(一)线路防雷
        首先检查防雷保护。配电网在施工过程中必须考虑自身结构的防雷性。合理应用防雷技术可以修改配网的防雷参数以提高防雷等级。特别是在雷雨灾害可能性较高的某些地区,有必要在进行防雷施工前做到对配网线路充分了解,并至少收集近五年的有关配电线路雷击故障的数据,并结合实际配网线路的结构进行现场研究和分析,确定断电或跳闸的根本原因,然后制定修理计划。其次,完善对配网线路的事前构建。当前,许多地区城市化进程非常迅速,并且建筑配网线路的规模正在增加。为了确保更合理的施工方向,设计应充分考虑施工区域四周的自然条件,并在可能的情况下避开有雷击危险的区域,如山谷、沟壑和空旷地区等。如果无法避免对这些地区进行施工,则应更进一步的完善防雷施工预设计划。
(二)断线保护
        在配电线路的构造中,通常使用绝缘的架空线,其具有相对高的绝缘度。在检查配电线路的防雷等级时,重要的是要考虑绝缘跳闸的情况。当配电网路中发生雷电事故时,会发生瞬时重叠现象并产生很大的电流,但是电流的持续时间很短,并且可能会出现架空绝缘线的击穿点。如果将工频续流连接到配电网的雷电放电通道中,则会发生配网频率的跳跃,这会在短时间内导致电弧急剧发热,并且高温电弧的根源仍在绝缘层放电。针对这种情况,可以在配电线路的防雷设计过程中安装防电弧装置。高压放电电极可以在配网的钢柱间放电,在保险丝之间形成绝缘体,以防止导线断裂。此外,在电弧保护夹和绝缘子的钢梁之间还有一个气隙,这也防止了工频电弧的自由续流,并防止了闪电直接的对专制造成不可逆转的损害。
(三)避雷设施保护
        在设计配电网时,有必要注重防雷设备的预设,以提高其整体的防雷能力。一般有采取安装线路避雷器或避雷线的方法。线性避雷器的安装是配网线路防雷的常用手段。在配电网的线路或电线杆上安装避雷器可以将电流通过避雷针传输到地面从而转移雷电流。不要让雷电集中在大面积的特定部分上,以免损坏管道。其次,安装防雷线。为配电线安装接地的单条防雷线可以加强配电网的防雷能力,并且配电线可提供防雷功能,以减少雷击造成的损坏。在配电网保护期间,可以在一些相对开放的区域中安装防雷线路。在安装防雷装置时,重要的是控制防雷线的尺寸与相对导线的保护角之比。对于66 kV或更低的架空线,接地角通常可以设置在20°和30°之间。在某些山区,角度通常为25°以此获得最佳防雷保护的实际情况。
        结论:综上,随着电力的发展,电网建设的速度也在加快,配电网十分容易吸引雷击,因此要提高配网线路的防雷击设计技术。一方面,配电网必须科学定位,合理设计,应用优质材料;另一方面,安装防雷安全设施以增强配网线路的整体防雷水平。
参考文献:
[1]薛蓉,付慧,马勇,陈光.配网线路防雷措施分析与研究[J].高压电器,2017,53(09):17-22.
[2]孙换春,李继鹏.配网线路防雷分析及新型防雷装置的应用[J].广东科技,2020,29(02):60-62.
[3]王卫民,康国庆,崔化强,冯亢亢,呼松鹤.浅析一种配网线路防雷装置[J].中国新技术新产品,2018(14):146-147.
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