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10千伏配电线路防雷措施分析的应用

10千伏配电线路防雷措施分析的应用
10千伏配电线路非常复杂,一旦遭遇了雷害事件,就很难对电网进行维修管理,往往会造成重大的经济损失。雷电是一种常见的自然现象,人们无法预测其发生的准确时间,因而给10千伏配电线路造成了很大的危害。大量研究表明,雷害事故主要是由于线路受感应雷电过电压的影响而导致的。因而做好10千伏配电线路的防雷措施,保证电网的安全运行迫在眉睫。
一、影响10千伏配电线路的影响因素
1、感应雷过电压
感应雷过电压是指架空的配电线路因周围发生闪电而产生的雷电过电压,虽然线路没有被雷电直接击中,但是导线上感应出了很多的与雷云性质相反的电荷。事实证明,因感应雷过电压而引起的雷害事故次数占配电线路总故障数的90%,已经成了10千伏配电线路故障的罪魁祸首。有文献研究表明,如果10千伏配电线路的导线离地面十米,雷击的位置与导线相距五十米,就会产生100千安的雷电电流,如果线路没有做任何的防雷措施,产生雷过电压的最大值能够达到500千伏。若10千伏配电线路的绝缘效果不佳,就很容易被雷过电压击穿,甚至击断。
2、绝缘水平
因配电线路中绝缘子的爆炸引起的故障率也很高。绝缘子能否正常运行决定了配电线路的安全性,因为绝缘子决定了10千伏配电线路的绝缘水平。因此,必须做好绝缘子的维护工作。在10千伏配电线路长时间运行的情况下,如果没有定期地对绝缘子进行检测、维修或者更换,一旦线路出现了老化的现象,整个配电线路的绝缘水平就会大大地降低,增加了雷害事故的发生概率。
3、防雷保护安装
①变压器的安装。一旦雷过电压的数值达到了额定电压的十几倍,就会击穿变压器中性点周围的绝缘保护层。当前国内大部分变压器的避雷器安装都选择在高压的一侧,低压侧的防雷保护很弱。变压器防雷保护既可以安装在总熔断器的前面,又可以安装在配电线路出现的前方。在安装的过程中,必须将避雷器的低压端接地。由于电流型保护器后面的零线不能重复地出现接地的现象,否则一旦保护器失去了工作能力,就不能对整个线路进行防雷保护,因而低压避雷器的接地线要安装在变压器零线出现的首端。
②柱上开关和刀闸。如果在10千伏配电线路中安装柱上开关和刀闸,就能够使线路的安全性和可靠性大幅度提高。但是事实上很多线路没有对柱上开关和刀闸进行防雷保护。
③开关柜等单元的防雷保护。10千伏配电线路包含了很多单元,每个单元都很关键。可以在每个单元都安装避雷器,也可以选择性地安装避雷器。显而易见,虽然前者的安装成本很高,但是安全性能也很高。
二、10千伏配电线路防雷措施分析
1、降低绝缘子的爆炸和闪络的概率,提高配电线路的绝缘水平。
如果电压的变化幅度过大,将会对配电线路的运行造成不利的影响。为了提高10千伏配电线路的防雷效果,应该使用U50%的放电电压绝缘子。由于同一根杆子上回路之间的距离很小,一旦被雷过电压击穿,就很容易出现回路接地的现象,大大影响了10千伏配电线路的供电可靠性。因此,所有的导线必须加上绝缘层,绝缘子与导线之间必须设置绝缘皮,提高配电线路的可靠性。
2、有选择性地投运自动重合闸
10千伏配电线路只要发生了雷击故障,就很难对其进行完全的修复。为了避免雷击故障进一步扩大,应在线路中的某些位置安装自动重合闸。如果配电线路采用的全都是电缆,这种情况可以不安装自动重合闸。如果配电线路都是架空的,这种情况建议使用自动重合闸来提高线路的安全性能。如果是电缆和架空绝缘导线的混合线路,而且电缆占整个线路百分之四十以上时,这时候可以不考虑安装自动重合闸。如果是电缆和架空的裸线混合线路,且电缆的长度达到整个线路的百分之五十以上,也可以不考虑采用自动重合闸。
3、安装专门的避雷器
避雷器是10千伏配电线路当中重要的防雷装置,能够对整个线路起到良好的保护作用。避雷器有很多种,常见的有无间隙避雷器和氧化锌避雷器。无间隙避雷器在工频电压、续流以及雷过电压的共同作用下,很容易发生老化的现象,从而使防雷作用失效,大大影响了配电线路的供电可靠性。氧化锌避雷器是不用进行维修的,能够对配电线路中的薄弱环节进行专门的保护安装,如果在柱上开关和刀闸出也进行避雷器安装,就可以对配电线路进行全面的保护。因此,在10千伏的配电线路当中最好安装氧化锌避雷器。
4、安装并联间隙绝缘子
当绝缘子发生闪络的情况时,不要让电弧与绝缘子的表面接触。如果间隙不能承受操作过电压,就会将配电线路故障扩大。如果在线路中安装并联间隙,并联间隙就可以对绝缘子串起到保护作用。除此之外,并联间隙的运行维修都极为方便,可以用肉眼直接观察。
5、降低10千伏配电线路中的设备接地电阻
相关的文件对于配电设备的接地电阻做出了如下规定,如果配电电压器的容量不大于100kVA,设备的接地电阻就应该不大于10欧姆;如果配电电压器的容量超过100kVA,设备的接地电阻就应该不大于4欧姆。当在配电线路的薄弱环节或者柱上开关和刀闸的地方进行避雷器的安装时,应该将接地电阻控制在4欧姆以下。对配电设备进行降阻的措施一般有以下两种:一是采用水平接地体。这种方法的缺点在于容易被腐蚀,使用寿命不长。二是添加降阻剂。在水平接地体的旁边添加既能降阻又能防腐蚀的高效膨闰土,这种方法的效果十分明显,可以大大降低杆子的电阻。采用何种方法进行降阻要根据实际情况进行选择。
6、过电压保护
当前我国有着很多种防雷保护的技术,虽然很多技术本身的优势很明显,但是缺点也显而易见。过电压保护作为架空配电线路的一种保护技术,能够满足我国电网发展的需要。配电线路过电压保护能够使配电线路免受雷电过电压、闪过电压以及工频升高等因素的影响,从而大大提高了线路的运行安全性。

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