(西藏自治区气象灾害防御技术中心 西藏 拉萨 850000)
摘要:电力系统运行中的安全性和稳定性水平是确保电能稳定供应的关键,雷电天气的出现对电力系统的破坏作用极大,所以将避雷器应用到电力系统中,在预防雷击事故出现的同时,还能确保电力系统稳定运行。本文重点分析避雷器在电力系统应用中的问题,并给出了几点避雷器安全运行对策。
关键词:避雷器;电力系统;应用;问题
1、避雷器应用原理
作为一项安全保护设施,避雷器可有效防御雷电冲击波的影响。在电力系统运行过程中,一旦出现雷击,雷电流会入侵到电力线路中,巨大的冲击会使电压急剧上升。如果将避雷器安装在电力线路中,避雷器会首先放电,进而将雷电流安全引入到大地,限制电压的幅值,保证被保护设备在所承受的冲击范围内,进而实现对电力设备的保护,确保电力系统正常运行。
近年来,随着科学技术水平的快速发展,避雷器技术也得到了长足发展,市场上的避雷器种类多样,因不同种类的避雷器在设计原理上存在差异,使得防护功能的差异性特点突出。避雷器已逐渐从简单的避雷作用朝着自行灭弧功能迈进,有效增强了非线性电阻,以保证避雷器安全保护功能需求。当前,部分避雷器可有效抑制内部形成的过电压,结合氧化锌伏安特性来抑制装置电压,充分发挥出无间隙和降低无续流残压的优势。
2、避雷器在电力系统应用中的问题
2.1避雷器自身过电压防护问题
尽管避雷器属于过电压保护电器,但自身仍旧存在过电压防护方面的问题。对于雷电过电压、操作过电压等能量有限的过电压来说,避雷器泄流可达到限压保护的目的。对能量是无限的过电压来说,如暂态过电压,其频率是工频或是工频的整数倍、分数倍,总会出现与工频电源频率合拍的情况。若是外界因素作用激发暂态过电压,过电压能量将会被工频电源自动补充进去,即使过电压幅值在避雷器泄流中不衰减或只弱衰减,当避雷器保护动作区内出现暂态过电压,势必会有长时间的反复动作出现,直到出现热崩溃,此时的避雷器将会损坏或爆炸。暂态过电压对避雷器的破坏很难修复,同时还会对电力系统的稳定性产生影响。对于碳化硅避雷器来说,其暂态过电压具有较强的承受能力,但运行过程中的动作特性不强,若冲击放电电压值减少,暂态过电压仍旧会对其产生影响。对于无间隙氧化锌避雷器来说,由于拐点处的电压值偏低,最大相电压在2.21~2.56Uxg范围内,而部分暂态过电压的最大值则在2.5~3.5 Uxg之间,也是导致暂态过电压承受能力较差的主要原因。为了避免暂态过电压对避雷器的危害,可通过加装性能结构稳定的串联间隙方式,将过电压在保护死区内进行限定,以保证避雷器安全,而串联间隙氧化锌避雷器恰好具有该方面的优点。
2.2避雷器自身对电力系统不安全的影响
对于保护间隙避雷器和管型避雷器来说,一旦间隙被击穿,保护回路中将不存在限流元件,保护动作会产生相间短路故障或接地故障方面的问题,增加了电力系统故障率,不利于电力系统正常、稳定的运行。对于氧化锌避雷器来说,可从根本上防止保护作用产生相间短路故障或接地故障,且不借助于自动重合闸装置就能防止因雷电灾害引发的停电现象,增强了电力系统在恶劣环境下运行的稳定性水平。
2.3工频能源的浪费
在关注防雷器件泄放雷电流限压保护作用的同时,还要重点关注部分器件同时泄放工频电流进而导致能源浪费的现象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于保护间隙或管型避雷器的保护动作可能伴随有短路电流对地放电现象,而碳化硅避雷器保护动作时会有工频续流对地放电现象,这些也会导致能源浪费,而氧化锌避雷器在进行保护动作时不会存在短路电流或工频续流,可有效防止因保护作用产生的能源浪费。
2.4避雷器连续雷电冲击保护能力
实际上,高压电力装置也有可能遭受连续雷电冲击,两次雷电入侵波之间的时间间隔在数百μs到数千μs之间,间隔时间极短。碳化硅避雷器保护动作可泄放雷电流和工频续流,在将工频续流切断的过程中耗时高达1×104μs,一次保护循环的时间只有高于1×104μs才能恢复到再次动作能力,也就是碳化硅避雷器不具备连续雷电冲击保护能力。氧化锌避雷器保护动作的作用是可以对雷电流进行泄放,在泄放雷电流之后,可快速恢复到可再次动作能力,由此不难看出氧化锌避雷器具有连续雷电冲击保护能力,该特征在多雷区和雷电活动强烈地区的防雷活动十分重要。
3、电力系统避雷器安全运行对策
3.1完善谐波治理
外界污染会对避雷器瓷套产生影响,因电力系统主要布设在室外,外界环境和粉尘均会污染避雷器瓷套,进而对电流的良好分布产生影响,增强了电阻片电流,降低了过电压吸收效能,同时还会加剧电阻片的劣化速率。因此,应加大环境污染防止力度,做好粉尘治理,以延长避雷器的使用寿命,保证电力系统安全可靠的运行。定期清理避雷器表面,可将具有防污染性能的闪硅油涂抹在避雷器表面或者是选用具有防污染性能的避雷器。与此同时,还要将电力系统的谐波治理工作做好,将无功动态补偿和滤波系统设备布设在含谐波源母线中,确保电力系统高次谐波数值在行业标准范畴内。
3.2加强技术分析
将避雷器应用到电力系统中极易出现爆炸,应加强技术研究,可分别从运行时间、具体安装条件、环境气候与生产厂商等方面出发,对此进行全面研究。对于避雷器密封老化的情况,应对形成的原因进行明确。对于生产方密封技术不佳、温差变化明显、应用材料抗老化水平不足等会导致避雷器内部受潮,进而导致内部绝缘破坏,会加快电阻片劣化速度,极易出现爆炸。因此,应将技术优选工作做好,还要对材料严格把关,不断完善密封处理技术,及时更新老化设备。有效预防电阻片的老化现象,防止因老化泄露增加电流值。若放电现象显著,会造成避雷器的气体压力和温度水平快速增加,进而导致避雷器爆炸。应加大濒临寿命期限避雷器电阻片的检验,预防老化现象形成。
3.3强化技术管控
为了进一步优化电力系统中的避雷器水平,应对技术管控进行强化,可结合不同电网系统避雷器构建完善的技术档案,技术档案中需包含避雷器出厂资料、报告、测试文件等资料信息,在避雷器寿命达到一定期限后应及时退出系统。外界多种因素均会影响避雷器应用期限、功能效果等,将自身质量水平排除后,因密封不佳导致的受潮失效等干扰因素,避雷器润片的老化速率也会影响寿命期限。应加大对避雷器功效成因研究力度,并不断优化总结,避免潮湿或外界污染,对操作技能进行优化,防止电力系统应用中的不安全因素,增强避雷器安全使用效应,确保电力系统正常稳定的运行。
结论:
综上所述,避雷器在电力系统中的应用主要起到了保护设备免遭雷电冲击波袭击,增强了电力系统运行的安全性、可靠性和持续性。但避雷器在使用过程中还有一些问题存在,应对其进行科学分析,并采取科学有效的预防控制对策,充分发挥出避雷器的应用功效,并延长其服使用寿命,为电力行业持续、健康发展奠定良好的基础。
参考文献:
[1] 罗阳云 . 浅谈避雷器在电力系统应用中的问题分析 [J]. 石家庄 :科技风 ,2011(10):258.
[2] 马同新 . 避雷器在电力系统中应用的相关问题探讨 [J]. 济南 : 山东工业技术 ,2015(05):197.
作者简介:邓伟(1984-),男,汉族,四川广元人,本科学历,工程师,研究方向:防雷。
论文作者:邓伟,列杰班宗
论文发表刊物:《科技研究》2019年1期
论文发表时间:2019/4/22
标签:避雷器论文; 过电压论文; 电力系统论文; 雷电论文; 氧化锌论文; 动作论文; 间隙论文; 《科技研究》2019年1期论文;