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摘要通过对10kV配电线路防雷击过电压的优势进行分析,并说明雷击的危害,以及10kV的防雷方式,探讨具体的防雷措施,在运用这种新型技术的同时,还提出提高线路防雷水平的相关措施。
关键词配电线路;雷击过电压;防雷措施;防雷水平
中图分类号TM862文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)062-0005-01
随着我国社会经济的不断进步,电力建设也相对完善,电力系统也在随之优化调整,35kV电压等级的电力系统正在渐渐的退出电力市场,10kV线路成为现代配电系统的主干。
近年来,全社会的供电水平有了明显的提高,供电的可靠性也得到稳定发展,停电时间减少了,频率也降低了。实际上,10kV配电线路在防雷方面有突出的优势。线路上出现的雷击过电压有两种,首先是由于雷击线路引起的,称为直击雷过电压;其次是雷击线路附近地面,电磁感应引起了过电压,称为感应过电压。
雷击过电压有很大的危害,它会损坏电缆和建筑,击穿电气绝缘,引起闪络,造成电路短路,停电等,严重时还会给人身安全带来威胁,甚至引发火灾。所以,电路范雷对电力系统的稳定安全运行有十分重要的意义。
110kV线路雷击过电压的特征
如果地面发生雷击,地表周围的电力、电子设备就会产生很强烈的电磁感应,包含有静电份量、磁份量和辐射份量,当这些电磁感应传递到线路中时,10kV线路上便产生感应过电压。线路上过电压的幅值与雷电流的大小、线路距雷电通道的远近、线路的悬挂高度因素有关,通常情况下达到10kV-400kV。如果感应过电压大于80kV,就是当感应过电压与线路工频电压之和大于绝缘子50%的放电电压时,10kV线路绝缘子即会产生闪络,会导致线路短路、跳闸。因此,引起10kV线路的跳闸情况,基本上都是因为感应过电压引起的。如果我们把感应高电压的数值降低到电力绝缘下限以下,就能降低10kV线路的跳闸情况,整个电力系统的供电可靠性也能得到提高。
2雷害事故主要原因分析
通过对某些城市的配电网线路防雷设计情况的检查,我们发现,10kV配电网的防雷设施有很多缺陷,还有大多数的配电设备没有按规定安装防雷装置,也有一部分10kV线路设备的设计没有考虑到防雷措施的安全运行,以及没有根据地区特点实行有针对性的防雷措施;有部分避雷器采用阀式避雷器;其次,有些避雷器和弱电设备与主地网(地极)共用,防雷质量严重低下。根据抽样检查的报告,发现多组地极的接地电阻大于标准要求,还有的配变站的通讯线路实行架空引入。由此可见,我国城市的总体防雷规划严重不足,所以,我们应该根据地区特点,建设有针对性、质量上乘的防雷设施。由于雷电引发的电力系统故障市场发生,虽然国家不断对防雷设计加强建设并进行改造,但始终没有很明显的效果。
究其主要原因,是因为没有根据地区的实际情况进行科学的安排,查看过相关资料后,不难看出,一地段发生的直击雷,虽然该地区安装了防雷器和防雷设施,但作用不大,并没有有效地解决问题,配电网的防雷技术还需要不断提高。从总体上看,我国的整体防雷资金投入不足,防雷设备的改造能力落后,也没有完善相关的管理工作,10kV配电网防雷设备的管理工作都流于形式,不能及时发现当中出现的具体问题,造成防雷设施有较多的隐患。同时,对配电网防雷设备未按预防性试验的要求开展预防性试验工作,由于没有按期进行试验工作,行人员对防雷设施的具体情况很难掌握,这也是出现雷害隐患的原因之一。
310kV配电线路可采取的主要防雷措施
10kV配电线路分布面广,基本都暴露在外界,遭到雷击的情况频繁发生,线路绝缘水平低,对直雷击和感应过电压难以承受。为了保证在雷击后跳闸的电力能够迅速的恢复供电,我们通常在变电站中采用自动重合闸的方式,在线路上采用自动重合器、自动分段器等装置等方式,以实现供电可靠性的提高。
3.1加强线路器件的绝缘强度,提高线路绝缘能力
1)更换、安装支柱式绝缘子或瓷横担。雷击10kV架空电力线路针式绝缘子事故,是我们最常见的设备事故,引起这类事故的主要原因除了该地区经常突发暴雨外,针式绝缘子的质量不过关也是关键因素之一,因此,我们应选择质量合格的绝缘子或瓷横担,以保障供电的稳定。
2)选用安普线夹。如今的10kV线路正在不断的改造和维修中,那些并沟线夹作为导线的连接器已经渐渐被淘汰了,在现代施工中,最好是选用连接性能较好的安普线夹。
3)检查、整改接地装置。对10kV线路的接地装置开展定期检查,预防不合格的线路运行,确保接地电阻阻值小于10Ω,与1kV以下设备共用的接地装置接地电阻阻值也应小于4Ω。
3.210kV架空电力线路加装氧化锌避雷器
由于感应雷过电压幅值不高,也无法产生大量的电流,最好就采用氧化锌避雷器抑制感应雷过电压,可以有效预防雷电对10kV配电线路的损坏。
根据计算:10kV线路每200m装设1组氧化锌避雷器,可将由感应过电压引起的事故次数减少87%-94%,基本将感应过电压控制在无害情况下,由于氧化锌避雷器具有优越的非线性与保护性能,在现在配电系统防雷中被广泛的使用,成为预防雷害的主要设备。
3.3架空绝缘线路加装防雷击断线用防弧金
由于架空绝缘线有较突出的优势,因此在10kV配电线路被普遍使用,但雷击电路故障事故却频频发生。如绝缘导线在雷电过电压时引起绝缘子闪络并击穿导线绝缘层时,被击穿的绝缘层呈针孔状,就会引起短路燃烧,整个导线在短时间内被整齐烧断。为了预防雷击断电,可在线路绝缘子处剥离部分绝缘层后安装防弧金具,使雷击过电压仅在防弧金具与绝缘子铁脚之间引起闪络,使持续的工频短路电弧的弧根固定在防弧金具上燃烧,避免导线被烧毁。
3.4加强对10kV配电网防雷设施的运行管理
1)10kV配电网的绝缘管理工作是重点,如:悬式绝缘子、针式绝缘子和支柱瓷瓶等容易被雷击的设备,以及防雷设施等,都应及时发现缺陷和隐患,及时处理问题,确保电路运行的安全可靠。
2)根据国家制定的相关规定,有必要对现代的防雷设施开展预防性试验工作,时时掌握防雷设备的运行情况。
3)定期对防雷地网、工作地网的巡视检查、摇测工作,稳定电阻。
4结束语
通过对现代10kV的防雷设施进行分析和研究,找到我国城市10kV配电网雷害事故频发的主要原因,同时,要求有关部门对地区的防雷措施进行有针对性的,技术和管理上的改进,经过不断的努力,如今的10kV配电网防雷设施已经得到了较好的完善和更新,而将来的情况也会不断改善。
参考文献
[1]周泽存.高电压技术[M].北京:水利電力出版社,2002.
[2]曾海涛,郇嘉嘉,黄少先.高压配电网10kV大企线路的防雷[J].机电工程技术,2008,06.
[3]陈中明,郑楚韬.配电网架空线路感应雷过电压产生机理与防护[J].广东电力,2008,05.
[4]赵莲清,李月乔,刘向军.传输线路感应雷防护计算方法的研究[J].现代电力,2004,06.
关键词配电线路;雷击过电压;防雷措施;防雷水平
中图分类号TM862文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)062-0005-01
随着我国社会经济的不断进步,电力建设也相对完善,电力系统也在随之优化调整,35kV电压等级的电力系统正在渐渐的退出电力市场,10kV线路成为现代配电系统的主干。
近年来,全社会的供电水平有了明显的提高,供电的可靠性也得到稳定发展,停电时间减少了,频率也降低了。实际上,10kV配电线路在防雷方面有突出的优势。线路上出现的雷击过电压有两种,首先是由于雷击线路引起的,称为直击雷过电压;其次是雷击线路附近地面,电磁感应引起了过电压,称为感应过电压。
雷击过电压有很大的危害,它会损坏电缆和建筑,击穿电气绝缘,引起闪络,造成电路短路,停电等,严重时还会给人身安全带来威胁,甚至引发火灾。所以,电路范雷对电力系统的稳定安全运行有十分重要的意义。
110kV线路雷击过电压的特征
如果地面发生雷击,地表周围的电力、电子设备就会产生很强烈的电磁感应,包含有静电份量、磁份量和辐射份量,当这些电磁感应传递到线路中时,10kV线路上便产生感应过电压。线路上过电压的幅值与雷电流的大小、线路距雷电通道的远近、线路的悬挂高度因素有关,通常情况下达到10kV-400kV。如果感应过电压大于80kV,就是当感应过电压与线路工频电压之和大于绝缘子50%的放电电压时,10kV线路绝缘子即会产生闪络,会导致线路短路、跳闸。因此,引起10kV线路的跳闸情况,基本上都是因为感应过电压引起的。如果我们把感应高电压的数值降低到电力绝缘下限以下,就能降低10kV线路的跳闸情况,整个电力系统的供电可靠性也能得到提高。
2雷害事故主要原因分析
通过对某些城市的配电网线路防雷设计情况的检查,我们发现,10kV配电网的防雷设施有很多缺陷,还有大多数的配电设备没有按规定安装防雷装置,也有一部分10kV线路设备的设计没有考虑到防雷措施的安全运行,以及没有根据地区特点实行有针对性的防雷措施;有部分避雷器采用阀式避雷器;其次,有些避雷器和弱电设备与主地网(地极)共用,防雷质量严重低下。根据抽样检查的报告,发现多组地极的接地电阻大于标准要求,还有的配变站的通讯线路实行架空引入。由此可见,我国城市的总体防雷规划严重不足,所以,我们应该根据地区特点,建设有针对性、质量上乘的防雷设施。由于雷电引发的电力系统故障市场发生,虽然国家不断对防雷设计加强建设并进行改造,但始终没有很明显的效果。
究其主要原因,是因为没有根据地区的实际情况进行科学的安排,查看过相关资料后,不难看出,一地段发生的直击雷,虽然该地区安装了防雷器和防雷设施,但作用不大,并没有有效地解决问题,配电网的防雷技术还需要不断提高。从总体上看,我国的整体防雷资金投入不足,防雷设备的改造能力落后,也没有完善相关的管理工作,10kV配电网防雷设备的管理工作都流于形式,不能及时发现当中出现的具体问题,造成防雷设施有较多的隐患。同时,对配电网防雷设备未按预防性试验的要求开展预防性试验工作,由于没有按期进行试验工作,行人员对防雷设施的具体情况很难掌握,这也是出现雷害隐患的原因之一。
310kV配电线路可采取的主要防雷措施
10kV配电线路分布面广,基本都暴露在外界,遭到雷击的情况频繁发生,线路绝缘水平低,对直雷击和感应过电压难以承受。为了保证在雷击后跳闸的电力能够迅速的恢复供电,我们通常在变电站中采用自动重合闸的方式,在线路上采用自动重合器、自动分段器等装置等方式,以实现供电可靠性的提高。
3.1加强线路器件的绝缘强度,提高线路绝缘能力
1)更换、安装支柱式绝缘子或瓷横担。雷击10kV架空电力线路针式绝缘子事故,是我们最常见的设备事故,引起这类事故的主要原因除了该地区经常突发暴雨外,针式绝缘子的质量不过关也是关键因素之一,因此,我们应选择质量合格的绝缘子或瓷横担,以保障供电的稳定。
2)选用安普线夹。如今的10kV线路正在不断的改造和维修中,那些并沟线夹作为导线的连接器已经渐渐被淘汰了,在现代施工中,最好是选用连接性能较好的安普线夹。
3)检查、整改接地装置。对10kV线路的接地装置开展定期检查,预防不合格的线路运行,确保接地电阻阻值小于10Ω,与1kV以下设备共用的接地装置接地电阻阻值也应小于4Ω。
3.210kV架空电力线路加装氧化锌避雷器
由于感应雷过电压幅值不高,也无法产生大量的电流,最好就采用氧化锌避雷器抑制感应雷过电压,可以有效预防雷电对10kV配电线路的损坏。
根据计算:10kV线路每200m装设1组氧化锌避雷器,可将由感应过电压引起的事故次数减少87%-94%,基本将感应过电压控制在无害情况下,由于氧化锌避雷器具有优越的非线性与保护性能,在现在配电系统防雷中被广泛的使用,成为预防雷害的主要设备。
3.3架空绝缘线路加装防雷击断线用防弧金
由于架空绝缘线有较突出的优势,因此在10kV配电线路被普遍使用,但雷击电路故障事故却频频发生。如绝缘导线在雷电过电压时引起绝缘子闪络并击穿导线绝缘层时,被击穿的绝缘层呈针孔状,就会引起短路燃烧,整个导线在短时间内被整齐烧断。为了预防雷击断电,可在线路绝缘子处剥离部分绝缘层后安装防弧金具,使雷击过电压仅在防弧金具与绝缘子铁脚之间引起闪络,使持续的工频短路电弧的弧根固定在防弧金具上燃烧,避免导线被烧毁。
3.4加强对10kV配电网防雷设施的运行管理
1)10kV配电网的绝缘管理工作是重点,如:悬式绝缘子、针式绝缘子和支柱瓷瓶等容易被雷击的设备,以及防雷设施等,都应及时发现缺陷和隐患,及时处理问题,确保电路运行的安全可靠。
2)根据国家制定的相关规定,有必要对现代的防雷设施开展预防性试验工作,时时掌握防雷设备的运行情况。
3)定期对防雷地网、工作地网的巡视检查、摇测工作,稳定电阻。
4结束语
通过对现代10kV的防雷设施进行分析和研究,找到我国城市10kV配电网雷害事故频发的主要原因,同时,要求有关部门对地区的防雷措施进行有针对性的,技术和管理上的改进,经过不断的努力,如今的10kV配电网防雷设施已经得到了较好的完善和更新,而将来的情况也会不断改善。
参考文献
[1]周泽存.高电压技术[M].北京:水利電力出版社,2002.
[2]曾海涛,郇嘉嘉,黄少先.高压配电网10kV大企线路的防雷[J].机电工程技术,2008,06.
[3]陈中明,郑楚韬.配电网架空线路感应雷过电压产生机理与防护[J].广东电力,2008,05.
[4]赵莲清,李月乔,刘向军.传输线路感应雷防护计算方法的研究[J].现代电力,2004,06.