孙骏生
江苏鹏创电力设计有限公司 江苏南京210000
摘要:在电力系统当中,10kV架空电路是主要的配电系统,由于10kV配电线路网架结构相对复杂,绝缘能力比较弱,容易受雷击与感应雷影响,产生故障问题。尤其针对雷害重灾区的10kV架空配电线路,如若防雷措施没做到位,就会引起停电问题,对供电安全产生不利影响,给社会大众的日常生活增加不便,为此10kV架空配电线路的防雷改进措施非常关键,接下来将围绕10kV架空配电线路防雷措施展开以下概述。
关键词:10kV架空配电线路;防雷方法;电力系统
由于当前10kV架空配电线路覆盖面积比较广,线路走径比较空旷,线路绝缘能力比较差,缺少有效的防雷对策。尤其在10kV架空配电线路所覆盖范围不同地形当中,山地环境更加恶劣,地势比较高,起伏比较大,环境复杂多变,土壤电阻率比较高。为了避免雷电对于10kV架空配电线路造成袭击影响,确保配网安全供电,尽可能减少供电企业的经济损失,配网防雷最为关键就是掌握有效方法,应用科学的技术手段。
一、有关自然界雷电的概述
雷电作为自然界较为多见的与声、光、电于一体的现象,常常伴随闪电、雷鸣共同出现,会对社会大众的实际活动产生影响,还能形成有机物质,孕育农作物,对大气中电离层的电荷加以补充[1],避免太阳与宇宙中的射线进入地球表面,但是雷电也是引起高压输配电线路问题的主要原因。如若输配电线路受到雷电攻击,会形成泻入大地的雷电流,导致巨大电磁效应、机械效应、热效应产生,对输配电线路运作造成不利影响。雷电是一种十分特殊的电脉冲波,形成过程中有比较强的脉冲磁场,而直击雷与感应雷作为主要的雷电方式,会对输配电线路产生严重影响。直击雷能够在短期时间内释放较多电荷,并对基础设施与电气设备带来损害影响,破坏力非常强,我国每年由于雷击而产生的财产损失超过11亿美元。然而,感应雷也可划分成电磁感应雷、静电感应雷,雷电放电过程中,雷电流在周围空间发生强烈变化,从而形成超强磁场,诱发电磁感应雷,如若无法将其引入地下,容易出现安全问题。同时,架空线路的导线被积云感应上大量电荷会形成静电感应雷,使电压剧增,对输配电线路产生不利影响。
二、10kV架空配电线路的防雷方法
(一)降低避雷线保护角防雷技术
降低避雷线保护角作为现代化新型“堵塞型”防雷手段,保护角就是避雷线与外侧导线之间的垂直夹角,在某种程度上,降低保护角,可使其绝缘等级、耐雷水平升高[2],对雷电起到有效的封堵作用,避免线路断线问题的发生。保护角需要在线路假设完成以前进行合理预算,由于在线路运作过程中,无法随意改动保护角,通常在高压输配电线路杆塔超过40米的情况下,需将保护角设定不超过5°,深山受到雷电攻击的概率比较高,所以深山的10kV架空配电线路保护角设计,应该小于平原保护角。实际操作过程中,需要把三相导线以三角形接法排列,使避雷线顶端高度升高,降低避雷保护角,避雷线保护角的降低,可在某从程度上使雷击事件的发生概率减少,提高10kV架空配电线路的安全性。
(二)提高辅助线路绝缘能力
运输期间,许多10kV架空配电线路中主要影响因素是气流、地形地貌。
所以,容易出现重复性闪落现象,此现象经常发生于山区供电线路之中,此地区为了节约线路走廊[3],通常情况下,在供电线路中会影响统一的杆塔,多个回路技术手段,设定架空配置电线路,运用此种方式,有效节约线路走廊的经济成本,改善对线路的投资,但是需要注重的是,在线路或者线路中间统一杆塔,多个回路技术手段的运用,容易出现距离比较远的情况,一旦雷击到相同回路的中队线路,容易导致线路绝缘子击穿地面。在此期间,还会对相关杆塔中多个回路产生不利影响,危害10kV架空配电线路的安全性与可靠性。
(三)架空避雷线的合理设定
架空避雷线作为过去常用的防雷方法,能够对架空绝缘线路加以保护,避免其受到雷击影响。架空避雷线有着安装简单、免维护的显著优势[4],但是结合使用现状,架空避雷线针对配电网的保护作用,还要根据其沿线走廊等运作条件的全面考量,且容易出现反击、绕击等问题现象。配电网线路绝缘水平相对较低,网架结构十分复杂多变,防雷效果会由于地域因素、地貌因素、气候条件的不利影响,所以需要全面考量诸多要素,提出行之有效的防雷对策。基于此,综合防雷、差异化防雷是现阶段10kV架空配电线路防雷技术的研究焦点。
(四)加强有关防雷设施建设
防雷设施针对防雷起到积极影响作用,特别是针对雷电频繁的地区。防雷设施能够使10kV架空配电线路的防雷损害减少,增强10kV架空配电线路的抗击能力。在关键部位装置避雷设施,不能但发挥良好的保护作用,使雷击的危害性减少,还能有效控制防雷设施的安装成本,减少电力企业的经济支出。
(五)在中药线路塔的顶端装置电晕场驱雷器设备
驱雷器是现代新颖的防雷手段,并非在整体10kV架空配电线路的各个杆塔中装置电晕场驱雷仪器:第一,对于高山地区的输电线路,需要装置于海拔相对较高的地段线路塔之中;第二,送输电管理部门具备雷电防控系统装置,系统应将雷暴区域的线路段显示;第三,线路地下有矿区域;第四,线路跨线高速公路与河流以及其他输电线路;第五,曾经受过雷击的塔位;第六,其他陆水连接带等区域地形较为特殊情况。
(六)自然灾害的防范对策
由于10kV架空配电线路的设置相对复杂,用途作用比较多[5],如若配线系统存在问题,不但会对用电用户的生活造成影响,还会降低当地经济发展水平。故此,应用有效的自然灾害防范对策,把故障问题的发生影响降到最低。针对自然灾害引起的10kV架空配电线路故障问题,可应用以下防御对策:在配电线路施加避雷设备或者复原绝缘子;结合当地天气预报情况,做好有关防雷对策;针对10kV架空配电箱线路或者变压器元件,需增设防雷设备等。
结束语:
综上所述,在科学技术不断发展的今天,生产建设与生活用电量与日俱增,电能已经成为社会大众无法缺少的能源,怎样确保电力合理供应对国民经济水平提高、改善社会大众生活品质等都有重要作用。在10kV架空配电线路的运作中,如何防雷非常关键,防雷击新型技术手段已经取得不错成效,线路防雷保护效果也会逐渐提高,减少不必要的经济损失。
参考文献:
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[2] 傅景伟,李小平,姚尧,等.10kV架空配电线路常用防雷措施防雷性能对比研究[J].水电能源科学,2019,232(12):138-141+145.
[2] 沈润.10kV架空配电线路防雷措施配置方案的研究[J].视界观,2019,000(017):1-1.
[4] 闫铁友,齐心雨,韩文宝.10kV架空配电线路防雷措施配置方案分析[J].科学与财富,2019,000(008):39.
[5] 李春明.刍议10kV架空配电线路防雷技术的应用[J].电力系统装备,2019,000(012):21-22.