陸洪軍,張娟娟
(南寧市賓陽縣氣象局,廣西 南寧 530400)
電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)和電力用戶組成的,是將一次能源轉(zhuǎn)換成電能并輸送和分配到用戶的系統(tǒng)。輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)統(tǒng)稱為電網(wǎng),是電力系統(tǒng)的重要組成部分。配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中直接與用戶相連并向用戶分配電能的重要環(huán)節(jié),由架空線或電纜配電線路、配電所或配電變壓器、斷路器、補償電容、各種開關(guān)、繼電保護、自動裝置、測量和計量儀表以及通信和控制設(shè)備等組成,除因電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱、停電檢修、拉閘限電等因素會導(dǎo)致配電網(wǎng)供電可靠性下降外,雷擊也是造成配電網(wǎng)供電可靠性下降的一個重要因素。本論文主要結(jié)合配電線路的防雷措施,對當前配電線路的防雷水平進行分析,以期在此基礎(chǔ)上提出有效可靠的配電線路防雷措施,并以此和廣大同行分享。
(1)配電線路防雷水平性能指標。衡量線路防雷性能優(yōu)劣的重要指標一般有兩個:一是線路耐雷水平,一是線路雷擊跳閘率。線路耐雷水平是指雷擊線路時,線路絕緣子不會發(fā)生閃絡(luò)的最大雷電流幅值。低于耐雷水平的雷電流擊于線路不會引起閃絡(luò),反之,則必然會引起閃絡(luò)。配電線路雷電流超過線路耐雷水平引起絕緣子發(fā)生閃絡(luò)沖擊時,由于沖擊閃絡(luò)時間很短不會引起線路跳閘,但若在雷電消失后由工作電壓產(chǎn)生的工頻短路電流電弧持續(xù)存在,將引起線路跳閘。線路雷擊跳閘率是指每100km線路每年 (折算到40個雷暴日下)由雷擊引起的線路跳閘次數(shù),它是衡量線路耐雷性能的綜合指標。線路耐雷水平越高,雷擊跳閘率越低,說明線路的防雷性能越好。所以如何提高線路耐雷水平,降低雷擊跳閘率是防雷設(shè)計中非常重要的工作。
(2)當前配電線路防雷應(yīng)用措施。①接閃器,避雷針及其變形產(chǎn)品避雷線、避雷帶、避雷網(wǎng)等統(tǒng)稱為接閃器。歷史上對接閃器防雷原理的認識產(chǎn)生過誤解。當時認為:避雷針防雷是因為其尖端放電中和了雷云電荷從而避免了雷擊發(fā)生。所以當時要求避雷針頂部一定要是尖端,以加強放電能力。后來研究表明:一定高度的金屬導(dǎo)體會使大氣電場畸變。這樣,雷云就容易向該導(dǎo)體放電,并且能量越大的雷就越易被金屬導(dǎo)體吸引。這樣接閃器的防雷是因為將雷電引向自身而防止了被保護物被雷電擊中?,F(xiàn)在認為任何良好接地的導(dǎo)體都可能成為有效的接閃器,而與它的形狀沒有關(guān)系。②引下線,引下線的作用是將接閃器的雷電流安全的導(dǎo)引入地。引下線應(yīng)與各層均壓環(huán)焊接,采用10mm的圓鋼或相同面積的扁鋼。對于框架結(jié)構(gòu)的建筑物,引下線應(yīng)利用建筑物內(nèi)的鋼筋作為防雷引下線。采用多根引下線不但提高了防雷裝置的可靠性,而且多根引下線的分流作用可大大降低每根引下線的沿線壓降,讓雷電流均勻入地,便于地網(wǎng)散流,以均衡電位,減少側(cè)擊的危險。同時,均勻?qū)ΨQ布置可使引下線瀉流時產(chǎn)生的強電磁場在引下線所包圍的建筑物內(nèi)相互抵消,減小雷擊感應(yīng)的危險。③接地體,接地體是指埋在土壤中起散流作用的導(dǎo)體,接地體應(yīng)采用鋼管(直徑大于 50mm,壁厚大于3.5mm)、角鋼(不小于 50mm×50mm×5mm)、扁鋼(不小于 40mm×4mm),并應(yīng)將多根接地體連接成地網(wǎng)。地網(wǎng)的布置應(yīng)優(yōu)先采用環(huán)型地網(wǎng)。引下線應(yīng)連接在環(huán)型地網(wǎng)的四周,這樣有利于雷電流的散流和內(nèi)部電位的均衡。垂直接地體一般長為1.5~2.5m,埋深0.8m,地極間隔5m,水平接地體應(yīng)埋深1m,其向建筑物外引出的長度一般不大于50m。
(1)線路型避雷器的應(yīng)用。無串聯(lián)間隙型避雷器直接與導(dǎo)線連接,利用避雷器電阻的非線性特性保護絕緣子串,與帶串聯(lián)間隙型相比具有吸收沖擊能量可靠,無放電延時的優(yōu)點。同時,為防止避雷器本身故障時影響線路正常運行,無間隙避雷器一般裝有故障脫落裝置,即帶脫離裝置的無間隙型避雷器。帶脫離裝置的無間隙型避雷器通過脫離器與導(dǎo)線相連。脫離裝置由脫離器、絕緣間隔棒等組成。在正常情況下,通過雷電流和操作過電壓電流,脫離器均不動作;在異常情況下,當避雷器發(fā)生故障損壞時,工頻電流通過脫離器,脫離裝置能可靠動作,使損壞的避雷器自動與導(dǎo)線脫離,保證正常供電,絕緣間隔棒保持導(dǎo)線與避雷器之間有足夠的絕緣距離。
(2)采用帶間隙的線路避雷器保護進線段終端桿。帶串聯(lián)間隙型避雷器與導(dǎo)線通過空氣間隙來連接,間隙擊穿電壓低于絕緣子串的閃絡(luò)電壓,正常時避雷器處于休息狀態(tài),不承受工頻電壓的作用,只在一定幅值的雷電過電壓作用下串聯(lián)間隙動作后避雷器本體才處于上作狀態(tài),因此具有電阻片的荷電率較高,雷電沖擊殘壓降低,可靠性較高,運行壽命較長等特點。因串聯(lián)間隙的隔離作用,避雷器本體部分(即裝有電阻片的部分)基本上不承擔系統(tǒng)運行電壓,可以不考慮長期運行電壓下的電老化問題,且本體部分的故障不會對線路的正常運行產(chǎn)生隱患。
對于配電線路的防雷,其防雷應(yīng)用措施的有效性和可靠性直接影響到了配電網(wǎng)傳輸電網(wǎng)的經(jīng)濟效益,為此必須要對配電線路防雷措施進行優(yōu)化應(yīng)用研究,本論文所探討的配電線路防雷措施只是其中的一部分應(yīng)用措施,更多具體的配電線路防雷措施應(yīng)用有待于廣大技術(shù)同行的共同努力。
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