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10kV配电线路防雷措施研究与应用

2019-10-21张翔

中国电气工程学报 2019年19期
关键词:避雷器雷电配电

张翔

摘要:电能是人们日常生活和工作中的必备能源。随着社会的不断发展,电力线路的增多,雷电对我们供电系统的影响也是越来越大,配电网线路防雷系统的研究也就显得越来越重要。配电网和配电线起到连接电力供应整个电力使用的纽带作用,它也是整个电力供应过程中极易出现问题的一环,而雷电具有极强的破坏性,因此防雷变得尤为重要。

关键词:10kV配电线路;防雷措施;应用

引言

到目前为止,人们的日常生活已离不开电力,随着经济的持续进步,企业的生产发展对于电力的需求正在逐年增长,为了能够更好的供应电力,我国大部分配电线路基本上均升级至10kV,虽然该配电线满足了人们生活與企业发展的需求,但是10kV配电线由于电压过高,容易受到雷电破坏,本文就10kV配电线路防雷措施进行详细阐述。

1雷电的破坏

长期以来,雷击均是致使电力系统遭受故障的主要因素。根据相关统计数据显示,超过60%的配电线路故障均是由于雷击所致。在架空配电线路中,因本身处于空旷地带,线路之间相互交错,使得遭受雷击的风险极大。此外,10kV配电线路较其他线路,自身的电压等级相对较低,这导致该线路的绝缘水平相对有限,雷击过电压非常容易导致配电线路发生绝缘闪络问题,并因此引发停电故障,极不利于线路运行安全性和稳定性的提升。

1.1雷电感应

天空中的带电云层和与大地之间产生的巨大静电场。在雷击作用下出现大范围的电力释放,当正负电荷与附近地面中的导体、电力线路以及金属设备相接时,就会产生束缚电荷。由于无法快速疏散电荷而形成了感应过电压。尤其是当雷击放电与输电线路相交时这种感应器过电压的数值可达到数百千伏,瞬间导致整个电力网络中的线路由于电流和电压过大出现绝缘闪络的现象,进而影响到整条线路上的所有连接的电气设备受到破坏。

1.2直接雷击

当雷电直接击打在架空电线路或是与建筑物接触时,强大的雷电所造成的电波会沿着输电线路直接进到建筑内部。同时高电位以及闪络放电的原因造成室内电气设备的损坏。雷电生成的电流值和电压数值非常高,低则几万伏瞬间电压值可达到几百万伏。而且它出现的时间非常短暂,短时间所释放出的巨大能量从功率角度来看具有强大的破坏力。

2 10kV配电线路发生雷击现象的主要原因

2.1线路设计安装不合理

配电线路本身的设计与安装对避雷效果也会有很大的影响,一般情况下,各地区在实际10kV配电线路设计时都是按照配电需求与规范标准进行的,对于避雷设计没有进行重点规划。就导致配电线路的防雷措施与当地的地质条件与气候条件不适应,防雷措施的安装就无法真正的发挥避雷的效果。另外,在进行配电线路防护工作时,没有充分的考虑其防雷作用,从而为配电线路运行留下安全隐患,导致10kV配电线路雷击事件频发。

2.2防雷设备配置不足

不同的电子设备需要配置不同的防雷装置,我们仅仅做到按要求安装防雷设备是远远不够的,我们还要做到可以确保防雷设备配置的完好。我们常见的避雷针、避雷线以及避雷网和不常见的避雷带都是我们防雷设备中接闪器的一种。我们常见的这些避雷针、避雷线、避雷网和不常见的避雷带对材质的要求也是严格的,不符合质量标准的设备会对整个防雷系统造成严重的影响,采用高品质高规格的避雷针,可以利用自己“身高”的优势,将雷电通过导体,导入到大地里面去,对供电设备保护起到一定的作用,也能确保用电客户的设备安全。除了这些防雷装置,不常被人们所知的还有金属氧化物避雷器、排气式避雷器、阀式避雷器等等避雷设备。无论是哪一种避雷设备,在配置上都应严加把关,投入更多的技术方面的研究工作。

3 10kV配电线路防雷措施的具体应用

3.1规避外力破坏

外力对配电线路的影响是较为严重的,如在配电线路经过的地区,由于出现交通事故导致配电线路的电线杆被撞断,使配电线路发生故障。对于配电线遭遇外力的破坏是无法完全杜绝的,所以,在配电线经过的区域,当地有关部门应当组织相关工作人员,对配电线路周围进行定期巡查,尽量减少外力对配电线的破坏。在部分发达地区,支撑配电线的电线杆可能会因为使用时间过长,出现老化的现象,此时电线杆最容易因为外力而被破坏,所以,当地电力部门应当在老旧电线杆出张贴警示标志,另外,电力部门对于老旧的电线杆应当及时上报更换。随着我国经济水平的不断提高,人均GDP增长快,政府部门应大力招资,建立专门的配电线路团队,切实保障10kV配电线路安全。

3.2提高线路绝缘水平

以目前情况来看,提高配电线路的绝缘水平,对线路的防雷水平具有一定程度上的提升。据研究表明,在配电线路遭遇雷暴雷击时,一般分为直击雷与感应雷两种,在我国的配显现遭雷击情况中,大部分都是感应雷。直击雷是雷电直接击中配电线,相比感应雷,直击雷的波动范围小,但是配电线肯定会受到较大的伤害;感应雷是因为在雷云在中的雷电受到配电线中的电流所影响,产生了感应,使配电线遭受雷击,且感应雷的波动范围较广,可能会导致配电线路产生大规模瘫痪。所以,要加强配电线路中的线路绝缘性,减少电路中电流与雷电之间的感应,降低雷击率。

3.3线路避雷器

氧化锌避雷器是目前在电力网络设备用于防雷装置中的一种防雷设备,这种避雷器主要分为空气间隙和无间隙两类。有空气间隙的设备能够解决因瞬间雷击而成生的跳闸、断线的问题;而无间隙的避雷器只能控制因雷电所产生的较大电压和被截断的工频续流,同时能够再出现闪络之后吸收雷电所释放的电力能量。在使用氧化锌避雷器时避雷设备与被保护的电气设备之间必须要符合以下几个条件:首先,氧化锌避雷设备在泄流之后的产生的残余电压要低于被保护设备所能够承受的最大的电压值。二者之间的伏安特性应当能够相互契合;其次,要注意设备所产生的放电电压要低于被保护对象所具有的电压值,也就是说二者之间的伏秒性要相互契合。

线路避雷器能够有效地提高电力线路对于雷击的耐受能力,降低因雷击而产生的跳闸概率,使电力线路能够稳定运行。然而这种设备也存在一定的局限性:首先,动作电压以及残留电压等参数在设备生产过程中就已经预设,无法在后期进行调节,无法依据实际情况进行差异性保护;其次,避雷器设备主要是通过流容量来吸收电流,由于其具有局限性导致避雷器遭受雷电流量过大时,无法承受雷电流所产生的能量而引发爆炸;再次,避雷器设备很容易在使用过程中出现老化,损坏的问题,尤其是处于长期电压负荷的作用下,避雷器的阀片很容易出现腐蚀、老化的问题,进而引发电力网络出现故障;最后,避雷器投入成本较高,无法实现大规模的应用,而且使用一个阶段之后就必须要对避雷器进行更换或是调试,增加了设备的投入量和人员工作量。

结语

10kV配电线路对我国的人民水平提高及经济迅速发展具有基础作用,如果出现电力故障,将会对我国的发展及人民的正常生活造成较大影响。本文论述了我国配电线路遭受雷击的主要原因,并提出了几条相应的防护措施,希望对我国的电力安全提供帮助,为我国的稳定可持续发展作出贡献。

参考文献

[1]姚孝靖.10kV配电线路防雷措施研究与应用[J].南方农机,2017,48(08):164+180.

[2]罗大强,唐军,许志荣,陈德智.10kV架空配电线路防雷措施配置方案分析[J].电瓷避雷器,2012(05):113-118.

[3]李锴.对10kV配电线路的防雷措施的探讨[J].科技创新与应用,2012(34):140.

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