馬新勇(國(guó)網(wǎng)山東省電力公司淄博供電公司,山東淄博 255000)

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配電線路雷擊分析與防治

馬新勇
(國(guó)網(wǎng)山東省電力公司淄博供電公司,山東淄博 255000)

【摘 要】根據(jù)架空配電線路在實(shí)際操作中存在的雷害狀況和典型案例,對(duì)當(dāng)前架空配電線路防雷狀況及相應(yīng)的不足進(jìn)行深度剖析,得出配電線路在防雷方法、絕緣能力、絕緣配合方面存在很多缺陷的結(jié)論。針對(duì)以上問(wèn)題,提出了相應(yīng)的防雷方法:完善中性點(diǎn)接地方式、提高架空配電線路絕緣能力、去掉不合理的防雷裝置、配置可調(diào)節(jié)的過(guò)電壓保護(hù)間隙、維修對(duì)架空線路、在某些地點(diǎn)配置避雷針等,從而促進(jìn)架空配電線路供電的可依賴性和防雷能力。

【關(guān)鍵詞】防雷方法 絕緣配合 配電線路 雷擊

實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)顯示,電力體制中所有雷害事故中有60%一70 %是配電網(wǎng)的雷害事故,對(duì)供電安全性造成了威脅。架空配電線路桿塔收樹(shù)木和建筑物的屏蔽作用,且自身高度不高,線路被雷擊中的幾率很小,但避雷線對(duì)中、低壓配電網(wǎng)的架空線路為給予保護(hù),故其絕緣效果差,很容易受雷擊,發(fā)生跳閘,產(chǎn)生相應(yīng)的損害事故;另一方面。絕緣性能較差的架空配電線路對(duì)400一500kV幅值的感應(yīng)雷過(guò)電壓較為敏感。所以,對(duì)架空配電線路實(shí)施合理的防雷方法,保障配電網(wǎng)正常安全的運(yùn)行時(shí)十分必要的。

1 對(duì)架空配電線路防雷存在的漏洞進(jìn)行解析

1.1 雷擊架空絕緣導(dǎo)線出現(xiàn)斷線

在配電線路中架空絕緣導(dǎo)線的應(yīng)用較多,絕緣導(dǎo)線因雷電過(guò)電壓出現(xiàn)短線的情況時(shí)有發(fā)生。例如,2010年7月河南漂河市某10 kV配電網(wǎng)受到雷擊,絕緣導(dǎo)線出現(xiàn)大范圍斷線的問(wèn)題。

架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的本質(zhì)是力過(guò)程和熱過(guò)程短時(shí)間的綜合作用。雷電過(guò)電壓閃絡(luò)時(shí),在雷電擊穿的作用下生成短路通道,在電網(wǎng)工頻電壓條件下穿過(guò)工頻續(xù)流,增加電弧能量。絕緣層上的擊穿點(diǎn)將高溫弧根灼燒,部分地區(qū)過(guò)熱,使絕緣導(dǎo)線出現(xiàn)斷裂。

1.2 被雷擊中的架空配電線路有較高的跳閘率

(1)絕緣能力較差的架空配電線路容易跳閘。感應(yīng)過(guò)電壓為影響配電網(wǎng)的雷電過(guò)電壓,其幅值的分散性較大,線路的雷擊閃絡(luò)幾率降低的一個(gè)有效方法是增強(qiáng)架空配電線路的絕緣能力。配電線路中的絕緣子對(duì)架空配電線路的絕緣能力有所影響,絕緣子50%沖擊放電電壓能力離不開(kāi)絕緣子閃絡(luò)。所以,為減少雷擊的跳閘可能性,使絕緣子閃絡(luò)降低到最低水平應(yīng)改進(jìn)線路的絕緣能力。

(2)對(duì)架空配電線路很少維護(hù)是引起雷擊跳閘幾率增加的主要原因。由于配電線路未管理監(jiān)控處于運(yùn)行模式的絕緣子,線路老化且投運(yùn)時(shí)間長(zhǎng),很多的零值和低值絕緣子出現(xiàn)在線路中;與此同時(shí),大氣中很多污穢,如揚(yáng)沙、灰塵均使絕緣子出現(xiàn)污垢,絕緣能力下降。配電線路絕緣能力下降很大程度上均受絕緣缺陷的影響,在雷電過(guò)電壓的情況下發(fā)生線路雷擊閃絡(luò)的幾率增加。

1.3 絕緣裝置和配電線路搭配不合理引起事故

雷擊使變電站的隔離開(kāi)關(guān)、主變壓器、穿墻套管和斷路裝置出現(xiàn)不同程度的破壞,故很多變電站、發(fā)電廠的雷害事故均由此產(chǎn)生。據(jù)研究發(fā)現(xiàn),變電場(chǎng)、發(fā)電廠中90%的雷害事故均是由雷電侵入波入侵線路所引起,在雷電侵入波中配電線路引起的事故占主要部分。

山區(qū)雷電頻發(fā),為減少架空配電線路雷擊的跳閘幾率,經(jīng)常利用改進(jìn)架空配電線路的絕緣能力來(lái)減少架空配電線路的雷擊閃絡(luò)可能性。可是在架空配電線路的絕緣能力增加的情況下,線路上不能有效的釋放雷電波,雷電波會(huì)沿線路入侵變電站,引起配電裝置和主設(shè)備的雷害事故。

2 架空配電線路主要防雷方法

2.1 減少雷擊閃絡(luò)的可能性,增強(qiáng)配電線路絕緣能力

增強(qiáng)部分線路的絕緣能力,減少線路費(fèi)用,可利用架空絕緣導(dǎo)線促進(jìn)部分線路絕緣的方法,這種方法對(duì)加強(qiáng)線路的沖擊放電電壓十分有效,避免架空絕緣導(dǎo)線受雷擊出現(xiàn)斷裂。

2.2 改進(jìn)中性點(diǎn)接地方式促使配電線路建弧率降低

消弧線圈接地是架空配電線路最宜使用的運(yùn)行模式。配電網(wǎng)單相接地電流會(huì)熄滅接地電弧,而這種運(yùn)行模式可以較好的彌補(bǔ)這種現(xiàn)象,促使電弧故障建弧率減少;與此同時(shí),可以可在一定程度上增強(qiáng)配電線路供電的可依賴性,減少鐵磁諧振過(guò)電壓。而此種接地模式有一定的要求,即要仔細(xì)計(jì)算分析變電站分段運(yùn)行模式的基礎(chǔ)上,自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧配置,尤其是要對(duì)自動(dòng)消弧設(shè)備安裝點(diǎn)的電網(wǎng)電容電流的最小最大值有正確的認(rèn)知,使其不超過(guò)自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償消弧配置的補(bǔ)償范圍。

2.3 在一些特定的地方進(jìn)行避雷器的安裝保護(hù)

避雷針安裝在配電線路雷害常發(fā)的地方并對(duì)其進(jìn)行保護(hù),如:配電線路分支處、桿塔和T接點(diǎn)處,能在一定程度上降低雷害過(guò)電壓引起的配電線路損害的問(wèn)題。避雷器應(yīng)選擇具有免維護(hù)和防爆脫離功能的無(wú)間隙金屬氧化鋅材質(zhì)。安裝避雷針起到保護(hù)線路的同時(shí),還應(yīng)關(guān)注避雷器的接地問(wèn)題。一方面是避免避雷器接地電阻過(guò)高的現(xiàn)象;另一方面是接地引下線的故障。接地引下線的規(guī)格在各個(gè)地區(qū)未形成統(tǒng)一,引起接地引下線出現(xiàn)極大程度的腐蝕,嚴(yán)重的話會(huì)斷裂。接地不良的避雷針基本上無(wú)法起到避雷的效果。

2.4 拆掉不正規(guī)的防雷保護(hù)裝置

避雷針和消雷器應(yīng)安裝在35kV以上的電壓等級(jí)線路上。因?yàn)榈陀诖穗妷旱燃?jí)線路上的避雷針和消雷器不僅不會(huì)起到防雷的功效,反而會(huì)促發(fā)雷的發(fā)生,引起雷電事故。尤其是位于變電場(chǎng)和發(fā)電廠的進(jìn)線段上很容易被雷擊,當(dāng)雷電波不減少的情況下,強(qiáng)雷電波侵入變電場(chǎng)和發(fā)電站,并對(duì)其裝置造成損壞。所以,避雷針和消雷器的安裝應(yīng)在35kV以上的電壓等級(jí)線路上,尤其是位于進(jìn)線段處的避雷針和消雷器。與此用時(shí),避雷線應(yīng)避免安裝在20kV及以下電壓等級(jí)的線路上。

3 結(jié)語(yǔ)

本文深入分析了配電線路絕緣能力較差、配電線路的防雷方法不合理引起的事故、絕緣導(dǎo)線受雷電過(guò)電壓影響出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象、變電站主裝置與配電線路絕緣搭配不合理、維護(hù)較少引起的雷擊跳閘幾率增加,以及架空配電線路上同塔多回與同塔雙回引起的問(wèn)題,并由此提出防雷方法,創(chuàng)造新興防雷產(chǎn)品。這些防雷產(chǎn)品和方法可以促進(jìn)架空配電線路的安全運(yùn)行。

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