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摘要:本文结合笔者多年工作实践,就配电线路单相接地故障的原因及变压器防雷措施进行了探讨。提出了自己的一些见解,可供同行参考学习。
关键词:配电线路;单相接地故障;变压器防雷
中图分类号:TM73文献标识码:A文章编号:1009-0118(2012)12-0281-01
一、单相接地故障的原因
1Okv配电線路在实际运行中,发生单相接地故障的主要原因有导线在绝缘子上绑扎或固定不牢,脱落到横担或地上;导线断线落地或搭在横担上;配电变压器高压引下线断线;导线风偏过大,与建筑物距离过近;配电变压器高压绕组单相绝缘击穿或接地;配电变压器台上的避雷器或熔断器绝缘击穿;同杆架设导线上层横担的拉线一端脱落,搭在下排导线上;导线上的分支熔断器绝缘击穿;绝缘子击穿:线路落雷;树木短接等。 以上多种原因中,导线断线、绝缘子击穿和树木短接是配电线路发生单相接地故障最主要的原因。
二、单相接地故障造成的危害
(一)对变电设备的危害。在lOkV配电线路发生单相接地故障后,简单地来说,从感 性元件和容性元件的特点上就可以判断出来。当这种配线短路的问题发生后,此时的电压会变成谐振过电压,几倍高于正常电压,导致变电器绝缘性减弱,甚至会造成击穿,发生严重事故。
(二)影响供电稳定。在单相接地故障发生后,电力部门在选线时,需要暂时对未发生故障的线路停止供电,这就影响了人们的日常生活;而同时发生故障的的配电线也会停电,只要是在维修期间,故障尚未找出和排除时,此电网覆盖下的区域将持续停电,对社会和人民的生产生活造成极大的不便。
(三)对配电设备的危害。故障发生后,此时的电压会变成谐振过电压,将会倍高于正 常电压,导致变电器绝缘性减弱,甚至会造成击穿,发生严重的电路事故。例如将配电器损坏,将壁垒和安全设备损坏,甚至有可能引起火灾。
(四)对线损的影响。配电线路发生故障以后,和负荷电流和供应电压否相应增大,超过线路自身负荷,将会被迫向外放电,不但在相线上有损耗,在中性线上也将会造成损耗,增加了线损的程度。
三、对单相接地故障的预防和处理办法
(一)预防办法
1、对配电线路定期进行巡视,主要检查导线与树木、建筑物的距离,电杆顶端是否有鸟窝,导线在绝缘子中的绑扎或固定是否牢固,绝缘子固定螺栓是否松脱,横担、拉线螺栓是否松脱,拉线是否断裂或破股,导线弧垂是否过大或过小等;2、对配电线路上的绝缘子、分支熔断器、避雷器等设备应定期进行绝缘测试,不合格的应及时更换;3、对配电变压器定期进行试验,对不合格的配电变压器进行维修或更换;4、在配电线路上加装分支熔断器,缩小故障范围,减少停电面积和停电时间,有利于快速查找故障点;5、在配电线路上使用高一电压等级的绝缘子,提高配电网绝缘强度。
(二)发生单相接地故障后的处理办法
当配电线路发生单相接地后,变电所值班人员应马上作好记录,迅速报告当值调度和有关负责人员,并按当值调度员的命令寻找接地故障,当拉开某条线路的断路器,接地现象消失,便可判断它为故障线路。
四、配电变压器雷害原因及防雷措施
(一)配电变压器的安装位置不合适,易遭雷击,一般来说,地势海拔越高越容易引起遭受雷击等感应放电的发生。在山区地带安装配电变压器时,位置的考虑就至为重要,除了要考虑整体的电网负荷平衡、交通便利和便于安装导线和维修以外,还必须要注意,不可将变压器安装在近制高点,以防过多的聚集电荷而引发雷害。除此之外,还要安装齐备完善的避雷针等避雷装置,必须选用质量过硬正规厂家生产的产品,不得选用劣质和不合格产品。
(二)接地极接地电阻阻值偏大,造成雷击,在安装避雷器接地装置时,需要对变压器进行降阻的处理,而且要对接地的部位进行深埋处理,否则接地的电阻将难以达到技术规范要求,很可能会导致事故的发生;而长时间的缺乏保养和维护,也会给事故留下隐患。当雷电电流通过避雷器沿接地极向大地释放时,致使雷电电流释放受阻,强大的雷电电流一部分被迫向配电变压器或线路方向释放,造成配电变压器损坏。同时接地极接地电阻阻值偏大,当低压侧线路落雷时,不能有效地降低雷电流产生的“反变换电压”幅值,从而使配电变压器遭受雷击损坏。
(三)当避雷器安装后,其上端接相线,下端三相短路并可靠接地;避雷器相间距离不应小于有关设计安装规程的规定;避雷器在运行中必须定期进行巡视和检查,重点检查瓷套管是否完整、表面有无闪络痕迹,引线连接及接地是否牢固。每年雷雨季节之前,应将避雷器做1次预防性试验,经试验确认不合格的避雷器应及时更换。
(四)避雷器的接地引下线不符合规程要求,雷电电流不能泄入大地,目前,避雷器接地引下线主要存在下列问题:有的未按照规程规定进行正确安装,而采用简单捆绑的方法,经过一段时间捆绑部位将会松动脱落;有的接地引下线受外力破坏发生断裂、丢失;有的接地引下线连接点紧固不牢,存在虚接现象等。雷雨季节一旦避雷器动作,在强大的瞬时雷电电流的作用下,接地引下线不合格的连接点立即被烧断,致使瞬时雷电电流不能立即向大地释放,安装的避雷器根本起不到应有的作用。所以,避雷器的接地引下线应采用焊接或螺栓连接。接地引下线选择铜线时,其截面积不应小于16mm2;选择钢线,其截面积不应小于24mm2(相当于铝的等效截面积25mm2)。配电变压器运行单位还应经常对避雷器进行巡视检查,及时发现接地引下线松动、断裂或零部件丢失等问题,并应及早处理。
(五)正、反变换过电压的产生,损坏配电变压器,大部分10kV配电变压器高压侧都装有避雷器,但低压侧未装设避雷器或击穿保险,装设的避雷器或击穿保险未投入等,同时防雷接地与工作接地共用一套接地装置,在这样的配置下,配电变压器很容易产生变换过电压。因些,在10kV配电变压器的低压侧加装避雷器或击穿保险,既可以有效地保护配电变压器低压侧绕组,同时还能保护高压侧绕组免遭变换过电压影响,这对减少配电变压器事故,提高供电可靠性,具有重要的意义。
五、结语
通过对10kV配电线路单相接地故障和配电变压器雷害原因及防雷措施的分析,让我们了解到要尽量减少或避免这些事故的发生,还有待我们不断总结经验和采取更好的防范措施,才能确保供电的稳定性和可靠性。
关键词:配电线路;单相接地故障;变压器防雷
中图分类号:TM73文献标识码:A文章编号:1009-0118(2012)12-0281-01
一、单相接地故障的原因
1Okv配电線路在实际运行中,发生单相接地故障的主要原因有导线在绝缘子上绑扎或固定不牢,脱落到横担或地上;导线断线落地或搭在横担上;配电变压器高压引下线断线;导线风偏过大,与建筑物距离过近;配电变压器高压绕组单相绝缘击穿或接地;配电变压器台上的避雷器或熔断器绝缘击穿;同杆架设导线上层横担的拉线一端脱落,搭在下排导线上;导线上的分支熔断器绝缘击穿;绝缘子击穿:线路落雷;树木短接等。 以上多种原因中,导线断线、绝缘子击穿和树木短接是配电线路发生单相接地故障最主要的原因。
二、单相接地故障造成的危害
(一)对变电设备的危害。在lOkV配电线路发生单相接地故障后,简单地来说,从感 性元件和容性元件的特点上就可以判断出来。当这种配线短路的问题发生后,此时的电压会变成谐振过电压,几倍高于正常电压,导致变电器绝缘性减弱,甚至会造成击穿,发生严重事故。
(二)影响供电稳定。在单相接地故障发生后,电力部门在选线时,需要暂时对未发生故障的线路停止供电,这就影响了人们的日常生活;而同时发生故障的的配电线也会停电,只要是在维修期间,故障尚未找出和排除时,此电网覆盖下的区域将持续停电,对社会和人民的生产生活造成极大的不便。
(三)对配电设备的危害。故障发生后,此时的电压会变成谐振过电压,将会倍高于正 常电压,导致变电器绝缘性减弱,甚至会造成击穿,发生严重的电路事故。例如将配电器损坏,将壁垒和安全设备损坏,甚至有可能引起火灾。
(四)对线损的影响。配电线路发生故障以后,和负荷电流和供应电压否相应增大,超过线路自身负荷,将会被迫向外放电,不但在相线上有损耗,在中性线上也将会造成损耗,增加了线损的程度。
三、对单相接地故障的预防和处理办法
(一)预防办法
1、对配电线路定期进行巡视,主要检查导线与树木、建筑物的距离,电杆顶端是否有鸟窝,导线在绝缘子中的绑扎或固定是否牢固,绝缘子固定螺栓是否松脱,横担、拉线螺栓是否松脱,拉线是否断裂或破股,导线弧垂是否过大或过小等;2、对配电线路上的绝缘子、分支熔断器、避雷器等设备应定期进行绝缘测试,不合格的应及时更换;3、对配电变压器定期进行试验,对不合格的配电变压器进行维修或更换;4、在配电线路上加装分支熔断器,缩小故障范围,减少停电面积和停电时间,有利于快速查找故障点;5、在配电线路上使用高一电压等级的绝缘子,提高配电网绝缘强度。
(二)发生单相接地故障后的处理办法
当配电线路发生单相接地后,变电所值班人员应马上作好记录,迅速报告当值调度和有关负责人员,并按当值调度员的命令寻找接地故障,当拉开某条线路的断路器,接地现象消失,便可判断它为故障线路。
四、配电变压器雷害原因及防雷措施
(一)配电变压器的安装位置不合适,易遭雷击,一般来说,地势海拔越高越容易引起遭受雷击等感应放电的发生。在山区地带安装配电变压器时,位置的考虑就至为重要,除了要考虑整体的电网负荷平衡、交通便利和便于安装导线和维修以外,还必须要注意,不可将变压器安装在近制高点,以防过多的聚集电荷而引发雷害。除此之外,还要安装齐备完善的避雷针等避雷装置,必须选用质量过硬正规厂家生产的产品,不得选用劣质和不合格产品。
(二)接地极接地电阻阻值偏大,造成雷击,在安装避雷器接地装置时,需要对变压器进行降阻的处理,而且要对接地的部位进行深埋处理,否则接地的电阻将难以达到技术规范要求,很可能会导致事故的发生;而长时间的缺乏保养和维护,也会给事故留下隐患。当雷电电流通过避雷器沿接地极向大地释放时,致使雷电电流释放受阻,强大的雷电电流一部分被迫向配电变压器或线路方向释放,造成配电变压器损坏。同时接地极接地电阻阻值偏大,当低压侧线路落雷时,不能有效地降低雷电流产生的“反变换电压”幅值,从而使配电变压器遭受雷击损坏。
(三)当避雷器安装后,其上端接相线,下端三相短路并可靠接地;避雷器相间距离不应小于有关设计安装规程的规定;避雷器在运行中必须定期进行巡视和检查,重点检查瓷套管是否完整、表面有无闪络痕迹,引线连接及接地是否牢固。每年雷雨季节之前,应将避雷器做1次预防性试验,经试验确认不合格的避雷器应及时更换。
(四)避雷器的接地引下线不符合规程要求,雷电电流不能泄入大地,目前,避雷器接地引下线主要存在下列问题:有的未按照规程规定进行正确安装,而采用简单捆绑的方法,经过一段时间捆绑部位将会松动脱落;有的接地引下线受外力破坏发生断裂、丢失;有的接地引下线连接点紧固不牢,存在虚接现象等。雷雨季节一旦避雷器动作,在强大的瞬时雷电电流的作用下,接地引下线不合格的连接点立即被烧断,致使瞬时雷电电流不能立即向大地释放,安装的避雷器根本起不到应有的作用。所以,避雷器的接地引下线应采用焊接或螺栓连接。接地引下线选择铜线时,其截面积不应小于16mm2;选择钢线,其截面积不应小于24mm2(相当于铝的等效截面积25mm2)。配电变压器运行单位还应经常对避雷器进行巡视检查,及时发现接地引下线松动、断裂或零部件丢失等问题,并应及早处理。
(五)正、反变换过电压的产生,损坏配电变压器,大部分10kV配电变压器高压侧都装有避雷器,但低压侧未装设避雷器或击穿保险,装设的避雷器或击穿保险未投入等,同时防雷接地与工作接地共用一套接地装置,在这样的配置下,配电变压器很容易产生变换过电压。因些,在10kV配电变压器的低压侧加装避雷器或击穿保险,既可以有效地保护配电变压器低压侧绕组,同时还能保护高压侧绕组免遭变换过电压影响,这对减少配电变压器事故,提高供电可靠性,具有重要的意义。
五、结语
通过对10kV配电线路单相接地故障和配电变压器雷害原因及防雷措施的分析,让我们了解到要尽量减少或避免这些事故的发生,还有待我们不断总结经验和采取更好的防范措施,才能确保供电的稳定性和可靠性。