配电线路防雷技术研究论文_于晶,杜庆东

配电线路防雷技术研究论文_于晶,杜庆东

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摘要:雷电是大自然的自然现象,不可避免,但其往往会影响我们配电网的安全和供电可靠性,因此,配电线路的防雷一直是众多学者苦心钻研的课题。作者通过对提高配电线路绝缘水平,加强对配电绝缘导线雷击断线保护,以及配电线路中配电设备的防雷保护等措施的阐述,期望能够逐日提高配电线路的防雷水平,以全面提高电网的安全稳定性。

关键词:配电线路;防雷技术;雷害

1 配电线路防雷的重要性

1.1雷电对配电线路自身造成的伤害。雷电由于其高温、高穿透性、高辐射压强等特性,极易对杆塔、开关、变压器等配电线路及其配套的设施造成直接的破坏。

1.2雷电对配电系统的破坏。雷电容易造成配电网络的瞬时电压增加,在增加电压的过程中容易造成配电系统的变电设备以及容电设备发生击穿事故,进而影响到整个配电线路的使用。此外,雷电还很可能通过瞬间产生的巨大电压造成用电设备的损毁,乃至造成不必要的经济损失。

1.3雷电对人身安全的危害。在施工的过程中,由于配电网络设备较高、易导电等特点,可能发生引雷从而造成施工人员被雷击等事件的发生。极大的影响了施工的安全,进而对配电线路的防雷处理对保护生命财产的安全具有重要的意义。

2 配电线路的防雷技术分析

2.1降低杆塔接地电阻

降低杆塔接地电阻―这是配合架设避雷线所采取的一项有效措施,可以显著地减小杆塔遭受雷击时的电位升高。归根结底,避雷线对雷电过电压的降压作用,就是靠低接地电阻来实现的。

2.2加强绝缘

由于输电线路个别地段需采用大跨越高杆塔,这就增加了杆塔落雷的机率。与一般杆塔相比,高塔落雷时塔顶电位高,感应过电压大,同时其受绕击的概率也较大。因此,为了降低线路跳闸率,可以通过在高杆塔上增加绝缘子串片数来提升大跨越档导线与避雷线之间的距离,以加强整个线路的绝缘水平。

2.3终端杆塔防雷

配电线路防雷的另一有效措施,是在线路末端安装避雷器。根据雷电流陡波的折射和反射理论的主要内容,如果断开线路时入射波与反射波相等,则在开路末端,波将会把自身的所有磁场能量转变为电磁量,进而达到保护线路的目的,这也是作者认为线路末端安装避雷器对配电线路有明显作用的理论依据。

2.4多回路线路防雷

在同杆塔多回路架设线路的合适位置进行避雷器的安装时,最好采用不平衡绝缘方式,进而防止邻线路受到雷击的情况发生。在多回线路中,如果选择一处绝缘子耐压低的线路,则其受到雷击时可作为地线,这样可以使其他回路的耦合相应增加,以实现雷击的防护。

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2.5两条交叉跨越线路防雷

当两条线路存在着交叉跨越情况时,如果其中一条线路遭到雷击,则很有可能引起两条线路同时跳闸。除此之外,如果10kV线路跨越110kV以及更高电压等级的线路时,则会因为感应过电压的影响而造成只有10kV的线路跳闸。

通常情况下,在线路的交叉处都会有空气间隙存在,然而与线路对地的冲击强度相比,其冲击绝缘强度还是比较低的。一旦遭受雷击时,其交叉处的空气间隙根本就不能避免被击穿的命运,两条线路同时跳闸也就在所难免。针对此类情况,如果交叉点与就近杆塔的距离大于40m,就需要在此杆塔上安装避雷器。

2.6设置消弧线圈

消弧线圈是主要防雷方法之一,其主要分为自动消弧线圈以及固定消弧线圈两种。在配电网系统中,自动消弧线圈的设置能有效地检测线路电流的变化,及时有效地控制调整电流,不让接地电弧出现来连续变化,从而降低和减少线路电闸跳动率。固定消弧线圈在目前电力系统中很少被应用,原因在于这一防雷防治存在着电流调控不及时的缺陷。在目前较为通用的和先进的相关技术主要是气吹消弧装置,能够对雷电发出相应的强烈消弧气流,从而使气流在电弧通道中脱离电极,使其熄灭。

2.7反击保护

这种方法是通过强化防绕击措施,将雷电利用阴险吸引到塔顶、杆顶以及避雷线上,使得反击的几率增加。面对这种情况,防绕击的时候还要采取一定的反击措施,避免因为雷击造成线路跳闸。在具体操作的时候,首先可以适当地增加容易受雷击地区线路的绝缘水平,增加绝缘子,更换易导电部件,及时清除线路上覆盖的各种污物。其二,改善接地装置,降低冲击接地电阻,在高土壤电阻率的地方采用降阻剂,改善接地装置的形状。

2.8安装避雷器与消雷器

避雷器与消雷器是配电线路的重要防雷装置。氧化锌避雷器是我国电网系统经常采用的一种避雷器,具有结构简单、重量轻、体积小、通流能力强的优点[6]。在配电线路遭受雷击时,氧化锌避雷器就会对雷电进行分流,通过分流耦合作用提高到导线的电位,将导线与塔顶之间的电位差保持在绝缘子闪络电压之下,可以有效避免闪络效应的发生。消雷器的运用同样可以降低发生雷击跳闸现象的几率,具体工作原理如下:在雷云对地面发出雷电之前,消雷器就能够感应到雷云散发在空气当中的电荷,在自身的尖端产生完全相反的异性电荷,吸引雷电的电荷发生中合作用,降低雷电对配电线路的影响程度,从而规避雷击跳闸事故。在配电线路上安装避雷器与消雷器之后,还要定期进行检测,确保避雷器和消雷器处于良好的工作状态,对于性能下降或者出现故障、无法正常工作的避雷器和消雷器,要及时予以更换,维护配电线路的正常运行。

3 配电线路防雷措施的发展及研究

在人们发现电能的存在并能够产生和利用电能的时候人们就开始进入电气时代,随着人们进入电气时代人们对电能是需求量也越来越大、越来越广泛,为了满足越来越广泛的电能使用配电线路便应运而生。配电电网刚开始运行时遇到了各种各样的困难,随着技术的发展、高科技设备的应用,影响配电点网的因素慢慢变为雷电等自然灾害。由此配电线路的防雷措施的研究就从此开始,由于人们现在对大自然的不完全了解,对自然灾害产生原因及规律不完全的熟知导致人们对配电线路防雷措施的研究一直没有中断过。配电线路的防雷措施的研究随着时间的流逝、经验的增加、科技的发展、高性能设备的产生,使得配电线路防雷措施的研究有了跳跃性的进步。但同样由于科学技术的掣肘使得配电线路防雷措施的研究不够彻底、不够完善。

3.1避雷器的发展

配电线路防雷措施的研究从开始的避雷器发展到各种各样的防雷措施和方法,在配电线路防雷措施研究的发展史上避雷器的发展是其中不可获取的一部分。避雷器按照其自身的发展历史和保护的性能可以大致分为以下几个类型:磁吹避雷器、放电间隙、管型避雷器、金属氧化物避雷器等。最为早期的避雷器当属放电间隙,这种避雷器在早期科技不是很发达的时候使用最多的。

3.2接地材料的发展

接地材料的发展同样在配电线路防雷措施的研究史上有着不可磨灭的作用。接地电阻在除避雷器外的又一能够大大改善配电电路防雷性能的方法手段,在此方面人们采取了多种方法来降低电阻,使用各种金属材料来降低接地电阻和提高接地电阻在土壤中存在的寿命。

4 结论

配电线路防雷技术是非常重要的,如果配电线路在发生雷电的时候,没有及时的防护措施就会导致配电线路发生安全问题,雷电是在自然条件下必然会发生的一种现象,如果没有及时解决,就会对生产生活产生影响,严重的还会威胁到人们的生命和财产安全,因此,一定要重视配电线路的防雷技术,让电力系统变得更加安全。

参考文献

[1]马丽文.配电线路运行检修技术及防雷方法[J].科技风,2015,13:83.

[2]邹一琴,姚健,袁昌.农网35kV线路防雷分析与改造方案设计[J].自动化技术与应用,2015,10:146-149.

论文作者:于晶,杜庆东

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第23期

论文发表时间:2018/1/16

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