论文部分内容阅读
[摘 要]随着我国经济建设的高速发展,全球天气的逐渐变暖,雷击(静电)灾害的发生愈来愈频繁,据统计分析,各种类型的雷击是造成局域电网甚至广域电网的大面积停电事故,造成社会治安混乱,极大的破坏群众安定生活的主要原因。因此,加强雷电防护建设已成为当务之急。
[关键词]配电;防雷;措施
中图分类号:TM77 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)38-0033-01
一、雷击的危害途径
1、雷击过电压
直接雷击过电压分为直击雷和雷电波侵入。带电的云层对大地上的某一点发生猛烈的放电现象,称为直击雷。直击雷拥有巨大的破坏力,不及时泻放入大地,将严重破坏或伤害甚至直接摧毁遭受雷击的物体。雷电波侵入是指雷电不直接放电在建筑和设备本身,而是对布放在建筑物外部的线缆放电。雷电波以光速沿着电缆传播,侵入并危及甚至可能在不知不觉中损坏电子设备和控制系统。
2、浪涌电压
浪涌电压是指发生在各类电线上的雷电对线路的感应过电压。无论是通信线,还是输电线,只要是金属线,当雷击在它们的周围发生,电线内就会有感应电压的出现。感应电压与电线架设的高度,电线距雷电放电点的距离,以及电线的线阻有关。无论是电线的直接雷击过电压,还是电线的感应过电压,都以电压波的传播方式传播。一旦进入室内时,就有可能损坏各类电气设备,甚至造成伤亡。通常情况下为了电线的正常工作,电线的绝缘水平不可能将降低太多,电线的绝缘水平通常要比正常工作电压高2-3倍。因此,不同类别的电线有着不同的绝缘要求。为了图方便乱拉线,不管的绝缘水平,或者盲目地提高电线的绝缘水平来降低电线遭雷击停运的可能性,都会造成雷击事故的隐患。
3、地电位反击
具有避雷装置的建筑物或设施被雷电直接击中,雷电流将从接地部分流向供接地设备,或者击穿大地绝缘而流向另一设备,反击破坏电子设备。导线回路未实行等电位连接,则可能产生火花放电。地电位反击还可以感生出反击电压,有些反击电压高达几千到几十千伏甚至数百千伏并且沿着各种形式的接地线,以电磁波的形式向更大的空间范围传播,造成大面积的破坏。
4、雷击电磁脉冲
建筑物附近或建筑物防雷装置遭受雷击时,被雷电击中的装置的电位升高以及电磁辐射干扰。雷电流沿金属导体引入造成雷电波侵入建筑物内或由于电磁干扰的感应效应使雷击电磁脉冲以能量场的形式耦合影响敏感的电子信息设备,使之产生过电压或过电流损坏的现象。
二、 配电变压器的防雷保护措施
1、在配电变压器低压侧加装避雷器
对绝缘良好的配电变压器仅在高压侧装设避雷器时,仍会发生由于正逆变换过电压造成的雷害事故。正逆變换过电压作用下的层间梯度与变压器的匝比成正比,与绕组匝的分布有关,绕组首端、中部和末端均有可能损坏,但以末端较危险。低压侧加装避雷器可以将正逆变换过电压限制在一定范围之内。
需要指出的是有的配电变压器加装低压阀式避雷器后,仍有少量雷击损坏事故发生,其主要原因是:(1)低压避雷器残压偏高,通过正逆变换使变压器绝缘损坏;(2)配电变压器本身存在缺陷;(3)配电变压器接地电阻偏高。
2、采用Y,zn接线的配电变压器
不管是正变换过电压还是逆变换过电压,均是由于低压绕组中有冲击电流,并在高压绕组中感应出高电压而损坏变压器的,所以如果能减小或消除低压绕组中的冲击电流,就能降低或消除正逆变换过电压。故采用Y,zn11组别的连接方式可以实现这一目的。
3、对于常年运行的配电变压器可将高压侧避雷器移装在跌落保险下面
这样做的好处是:(1)减少避雷器引线长度,相应地减小了电感,从而降低了反击电压,使避雷器离变压器更近,保护效果更好;(2)当避雷器质量不良,放电后不能熄弧时,工频流使保险丝熔断,保险管自行跌落与系统分离,从而缩小了事故停电范围;(3)便于避雷器的更换试验,特别对于无专业力量的大用户来说十分方便;(4)便于准确测量接地电阻。
三、现时配网架空线路防雷技术措施比较因为雷电电压可高达数百万到数千万伏,可使电气设备及配电线路出现绝缘击穿或闪络,同时雷电流可达到十千安到数百千安,虽然其实际作用时间很短,但其破坏力是不可忽视的,而现时10kV配电线路及其设备的绝缘水平是较低,为了减少雷害事故所造成的损失,必须采取有效的防雷措施,现在一般的防雷方法主要有以下几种:
1、架空避雷线 :其优点为能有效降低线路雷电感应过电压,容易维护;其缺点是容易对线路形成反击闪络,投资成本较大,防止绝缘导线雷击断线效果不明显。
2、氧化锌避雷器 :能有效截断工频续流,并且能有效限制雷电过电压,在闪络后吸收放电能量;但它安装时必须破开绝缘层,可能引起绝缘导线线芯进水,而导致导线弧垂处电化学腐蚀断线;并且氧化锌避雷器长期承受工频电压,加速氧化锌阀片老化,一旦损坏将会造成线路接地,必须进行定期检查维护。
3、钳位绝缘子或穿刺线夹:钳位绝缘子能够借助断路器截断工频续流,使雷击过电压在金具和绝缘子之间定位闪络,固定工频续流电弧在金具上燃烧,避免导线烧伤;但是钳位绝缘子的安装工作量大,安装时必须破开绝缘层,可能引起绝缘导线线芯进水,有可能引起民电化学腐蚀断线;每次雷击后需要更换烧伤的金具,不能防止跳闸。
4、提高线路绝缘水平 :采用绝缘横担或玻璃横担,能提高线路冲击耐压水平并且免维护;但更换绝缘子的投资成本较大,并且改变系统的绝缘配合,电缆、开关等其它设备受到影响。
四、雷击断线新技术防雷装置的应用分析
近阶段为了减少雷击断线事故的频繁发生,建议将某些线路安装试用了以下几种防雷装置。
1、采用防雷支柱绝缘子是新型组合式结构的二合一防雷支柱绝缘子,其绝缘子有较好的绝缘性能和防污秽水平,可适用于10KV架空电力线路中绝缘和支持导线用,而且还具有防止10KV架空绝缘导线雷击断线的保护功能。当雷电过电压超过一定数值时,在防雷线夹的穿刺电极和接地电极之间引起闪络,形成短路通道,接续的工频电弧在线夹燃弧臂上燃烧,释放过电压能量,以保护导线烧伤。
2、采用消弧线圈自动跟踪补偿装置防雷:我国目前配电网大多采用中性点不直接接地方式,采用消弧线圈自动跟踪补偿装置运行方式,可降低线路的建弧率,使线路因雷击引起单相接地时的工频续流尽早熄弧,避免单相接地造成相间短路而导致线路跳闸。
3、采用过电压保护器防雷:在雷击架空绝缘线时,将雷电流引向该保护器,并截断工频续流,避免绝缘子闪络或击穿,防止架空绝缘线路断线的发生。
4、采用防雷线夹防雷:防雷金具装设在负荷侧,在雷击架空绝缘线路时,将雷电流引向该金具处放电,以保护导线不断线。
五、结束语
随着电子技术的发展,数字控制技术被广泛运用于配电方面,电路的微电子技术成份逐年增加,耐受雷击及其电磁效应的能力却降低了,抗雷击的防护标准逐步提高,必须构建合理高效的分流、屏蔽机制、拦截平台、接地信号等科技技术措施来加以保护,而在现实生产生活中并没有得到足够的重视。另外我国土地辽阔,雷暴日偏多,尤其是南方地区,配电有关方面受雷击的侵害较为严重,供电可靠性深受影响,给电力企业带来了经济损失,也干扰了民众的日常生活生产。为了防止雷电对配电有关方面的侵害,保证配电系统的安全运行,有必要有选择性的采取适当的防雷击保护措施。
参考文献
[1]朱晓琛等;配电网故障及其控制措施研究;长沙电力学院学报;2009。
[2]邓瑞球;10kV架空绝缘导线雷击断线原因分析及防雷措施;广东科技;2009。
[3]陶汉雄;计算机控制系统雷击事故的防范[J];电世界;2009。
[关键词]配电;防雷;措施
中图分类号:TM77 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)38-0033-01
一、雷击的危害途径
1、雷击过电压
直接雷击过电压分为直击雷和雷电波侵入。带电的云层对大地上的某一点发生猛烈的放电现象,称为直击雷。直击雷拥有巨大的破坏力,不及时泻放入大地,将严重破坏或伤害甚至直接摧毁遭受雷击的物体。雷电波侵入是指雷电不直接放电在建筑和设备本身,而是对布放在建筑物外部的线缆放电。雷电波以光速沿着电缆传播,侵入并危及甚至可能在不知不觉中损坏电子设备和控制系统。
2、浪涌电压
浪涌电压是指发生在各类电线上的雷电对线路的感应过电压。无论是通信线,还是输电线,只要是金属线,当雷击在它们的周围发生,电线内就会有感应电压的出现。感应电压与电线架设的高度,电线距雷电放电点的距离,以及电线的线阻有关。无论是电线的直接雷击过电压,还是电线的感应过电压,都以电压波的传播方式传播。一旦进入室内时,就有可能损坏各类电气设备,甚至造成伤亡。通常情况下为了电线的正常工作,电线的绝缘水平不可能将降低太多,电线的绝缘水平通常要比正常工作电压高2-3倍。因此,不同类别的电线有着不同的绝缘要求。为了图方便乱拉线,不管的绝缘水平,或者盲目地提高电线的绝缘水平来降低电线遭雷击停运的可能性,都会造成雷击事故的隐患。
3、地电位反击
具有避雷装置的建筑物或设施被雷电直接击中,雷电流将从接地部分流向供接地设备,或者击穿大地绝缘而流向另一设备,反击破坏电子设备。导线回路未实行等电位连接,则可能产生火花放电。地电位反击还可以感生出反击电压,有些反击电压高达几千到几十千伏甚至数百千伏并且沿着各种形式的接地线,以电磁波的形式向更大的空间范围传播,造成大面积的破坏。
4、雷击电磁脉冲
建筑物附近或建筑物防雷装置遭受雷击时,被雷电击中的装置的电位升高以及电磁辐射干扰。雷电流沿金属导体引入造成雷电波侵入建筑物内或由于电磁干扰的感应效应使雷击电磁脉冲以能量场的形式耦合影响敏感的电子信息设备,使之产生过电压或过电流损坏的现象。
二、 配电变压器的防雷保护措施
1、在配电变压器低压侧加装避雷器
对绝缘良好的配电变压器仅在高压侧装设避雷器时,仍会发生由于正逆变换过电压造成的雷害事故。正逆變换过电压作用下的层间梯度与变压器的匝比成正比,与绕组匝的分布有关,绕组首端、中部和末端均有可能损坏,但以末端较危险。低压侧加装避雷器可以将正逆变换过电压限制在一定范围之内。
需要指出的是有的配电变压器加装低压阀式避雷器后,仍有少量雷击损坏事故发生,其主要原因是:(1)低压避雷器残压偏高,通过正逆变换使变压器绝缘损坏;(2)配电变压器本身存在缺陷;(3)配电变压器接地电阻偏高。
2、采用Y,zn接线的配电变压器
不管是正变换过电压还是逆变换过电压,均是由于低压绕组中有冲击电流,并在高压绕组中感应出高电压而损坏变压器的,所以如果能减小或消除低压绕组中的冲击电流,就能降低或消除正逆变换过电压。故采用Y,zn11组别的连接方式可以实现这一目的。
3、对于常年运行的配电变压器可将高压侧避雷器移装在跌落保险下面
这样做的好处是:(1)减少避雷器引线长度,相应地减小了电感,从而降低了反击电压,使避雷器离变压器更近,保护效果更好;(2)当避雷器质量不良,放电后不能熄弧时,工频流使保险丝熔断,保险管自行跌落与系统分离,从而缩小了事故停电范围;(3)便于避雷器的更换试验,特别对于无专业力量的大用户来说十分方便;(4)便于准确测量接地电阻。
三、现时配网架空线路防雷技术措施比较因为雷电电压可高达数百万到数千万伏,可使电气设备及配电线路出现绝缘击穿或闪络,同时雷电流可达到十千安到数百千安,虽然其实际作用时间很短,但其破坏力是不可忽视的,而现时10kV配电线路及其设备的绝缘水平是较低,为了减少雷害事故所造成的损失,必须采取有效的防雷措施,现在一般的防雷方法主要有以下几种:
1、架空避雷线 :其优点为能有效降低线路雷电感应过电压,容易维护;其缺点是容易对线路形成反击闪络,投资成本较大,防止绝缘导线雷击断线效果不明显。
2、氧化锌避雷器 :能有效截断工频续流,并且能有效限制雷电过电压,在闪络后吸收放电能量;但它安装时必须破开绝缘层,可能引起绝缘导线线芯进水,而导致导线弧垂处电化学腐蚀断线;并且氧化锌避雷器长期承受工频电压,加速氧化锌阀片老化,一旦损坏将会造成线路接地,必须进行定期检查维护。
3、钳位绝缘子或穿刺线夹:钳位绝缘子能够借助断路器截断工频续流,使雷击过电压在金具和绝缘子之间定位闪络,固定工频续流电弧在金具上燃烧,避免导线烧伤;但是钳位绝缘子的安装工作量大,安装时必须破开绝缘层,可能引起绝缘导线线芯进水,有可能引起民电化学腐蚀断线;每次雷击后需要更换烧伤的金具,不能防止跳闸。
4、提高线路绝缘水平 :采用绝缘横担或玻璃横担,能提高线路冲击耐压水平并且免维护;但更换绝缘子的投资成本较大,并且改变系统的绝缘配合,电缆、开关等其它设备受到影响。
四、雷击断线新技术防雷装置的应用分析
近阶段为了减少雷击断线事故的频繁发生,建议将某些线路安装试用了以下几种防雷装置。
1、采用防雷支柱绝缘子是新型组合式结构的二合一防雷支柱绝缘子,其绝缘子有较好的绝缘性能和防污秽水平,可适用于10KV架空电力线路中绝缘和支持导线用,而且还具有防止10KV架空绝缘导线雷击断线的保护功能。当雷电过电压超过一定数值时,在防雷线夹的穿刺电极和接地电极之间引起闪络,形成短路通道,接续的工频电弧在线夹燃弧臂上燃烧,释放过电压能量,以保护导线烧伤。
2、采用消弧线圈自动跟踪补偿装置防雷:我国目前配电网大多采用中性点不直接接地方式,采用消弧线圈自动跟踪补偿装置运行方式,可降低线路的建弧率,使线路因雷击引起单相接地时的工频续流尽早熄弧,避免单相接地造成相间短路而导致线路跳闸。
3、采用过电压保护器防雷:在雷击架空绝缘线时,将雷电流引向该保护器,并截断工频续流,避免绝缘子闪络或击穿,防止架空绝缘线路断线的发生。
4、采用防雷线夹防雷:防雷金具装设在负荷侧,在雷击架空绝缘线路时,将雷电流引向该金具处放电,以保护导线不断线。
五、结束语
随着电子技术的发展,数字控制技术被广泛运用于配电方面,电路的微电子技术成份逐年增加,耐受雷击及其电磁效应的能力却降低了,抗雷击的防护标准逐步提高,必须构建合理高效的分流、屏蔽机制、拦截平台、接地信号等科技技术措施来加以保护,而在现实生产生活中并没有得到足够的重视。另外我国土地辽阔,雷暴日偏多,尤其是南方地区,配电有关方面受雷击的侵害较为严重,供电可靠性深受影响,给电力企业带来了经济损失,也干扰了民众的日常生活生产。为了防止雷电对配电有关方面的侵害,保证配电系统的安全运行,有必要有选择性的采取适当的防雷击保护措施。
参考文献
[1]朱晓琛等;配电网故障及其控制措施研究;长沙电力学院学报;2009。
[2]邓瑞球;10kV架空绝缘导线雷击断线原因分析及防雷措施;广东科技;2009。
[3]陶汉雄;计算机控制系统雷击事故的防范[J];电世界;2009。