配电线路遭受雷击原因及防范解决策略论文_李广杰1,权光建2, 杨峰3

配电线路遭受雷击原因及防范解决策略论文_李广杰1,权光建2, 杨峰3

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摘要:在现代化的背景下,10kv的配电线路在电力系统和行业中得到广泛地发展和应用。然而在使用的过程中出现的一些问题,给日常生活和生产造成了较大的损失。因为输电线路在露天铺设较多,所以受到的自然和人为影响均是难以忽视的。这也极大的影响到了电网系统的安全,对于人身安全也造成了潜在的威胁。如果想要高效安全的利用电力,10kv的配电线路的故障问题亟待解决。本文主要结合笔者多年工作经验,论述了配电线路遭受雷击的主要原因,最后提出了配电线路避免雷击的对策。

关键词:配电线路;直击雷;感应雷;防雷接地

引言

随着电力系统的不断发展,配电线路规模逐渐扩大,配电线路的特点是设备多、分布广、绝缘水平低,因而很容易遭受雷击危害。根据调查统计发现大约35%左右的配电线路故障都是雷击造成的,所以必须采取有效的防范对策避免配电线路遭受雷击,确保电网的安全和可靠运行。

1 雷电对配电线路的影响

雷电对配电线路的影响存在于多个方面,首先,这是导致配电线路受雷电影响较大的主要原因之一。其次,雷电直接作用在配电线路上时(直击、反击、绕击),雷电过电压对配电线路造成间接影响,配电线路的绝缘性大大降低,导致工频电弧的出现,进而导致漏电保护器工作,配电线路断开。雷电对配电线路的影响不仅表现在相关电气设备的正常工作上,配电线路受雷击后,也将对人们的生活产生间接影响。因此,加强配电线路的防雷设计直接关系人们的生命安全与财产安全,意义重大。

2 配电线路遭受雷击的原因

2.1 直击雷

在大气中带电的雷云对地产生的电眼能够达到几亿伏。在雷云和地面突出物体之间的电场强度达到空气的击穿强度时,我们就将出现的放电情况称为直击雷。大气放电直接通过配电线路设备,巨大的雷电流会经过配电线路设备入地,在一瞬间会产生非常大的机械振动力,会导致配电线路设备的破坏,甚至产生火花和爆炸现象。

2.2 感应雷过电压

感应雷过电压的形式有静电感应电压和磁感应电压两种,静电感应电压是由于云层中存在大量负电荷,这时的云就成为了“雷云”,当带有大量负电荷的“雷云”距离配电线路较近时,根据异性电荷相互吸引的原理,配电线路的末端将出现大量正电荷,这些正电荷将朝着配电线路的两个方向移动,形成静电感应电压。而磁感应电压的存在是由于在雷电击中大地后,将形成较为强大的空间磁场,根据电磁感应原理,配电线路上将出现超高的感应电压,严重威胁配电线路的安全。

2.3 反击和绕击

在雷电击中配电线路杆塔塔顶时,加入雷电流比较大或者是接地的情况不佳,就会造成杆塔点位提高,形成反击,进而造成配电线路绝缘闪络。并且经过总结发现,配电线路有绕击的耐雷水平比较大并且在进行双避雷线装设的情况下,雷击绕击导线的概率比较低,但是只要出现这种情况就会导致出现线路绝缘闪络情况。

3 配电线路雷击防范对策

3.1 做好配电线路的规划设计

在配电线路规划设计中必须充分的考虑到线路所在地区的地形地貌以及气候条件等环境因素,根据实际情况科学的选择绝缘子和避雷器等装置,结合多种因素确保采取的避雷措施的科学和合理。

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3.2 降低配电线杆塔的接地电阻

对于配电线路来说,如果杆塔的接地电阻较高,配电线路遭到雷击的可能性也就大大增加,并且,因雷击所造成的损失也较大。因此,在配电线路杆塔的设计过程中,需明确杆塔接地电阻与其耐雷击水平成反比例函数关系,基于杆塔实际安装位置土壤的电阻率,选择杆塔实际接地电阻较低的位置施工,这是降低配电线杆塔接地电阻最为直接、经济的手段。具体做法包括接地体深埋与延伸接地体射线,配电线路杆塔接地体的掩埋深度需要根据环境的不同而区别对待,耕地地区接地体的掩埋深度需要大于 80cm,非耕地地区接地体的掩埋深度需要大于 60cm。对于接地电阻无法达到指标要求的,可以采取延伸接地体射线的方式降低接地电阻,然而,对于接地体射线大于 8 根的(接地体射线长度大于 80cm),则不再需要延长接地体射线。

3.3 加装避雷器

避雷器是配电线路一种效果明显的防雷保护措施,通常配电线路采用的避雷器是氧化锌避雷器,但是由于这种类型的避雷器在长时间的运行中会需要承受工频电压,同时还需要间歇的承受工频续流和雷电过电压,很容易出现避雷器老化的情况,一旦出现老化就会导致电流泄露,情况严重的会导致在运行过程中出现绝缘破坏,导致设备出现保护,造成跳闸。因此必须加强避雷器的检查,加装避雷器,确保避雷器作用的充分的发挥。另外 10k V 配网线路是电力网中电力线路结构最复杂,使用环境最复杂的一类。杆塔尺寸小,周围空间小,直接导致避雷器设计制造结构变小,严重影响避雷器防雷效果,甚至某些复杂线路无法安装避雷器。

3.4 科学使用接地装置

技术人员可以在配电线路之中添加防雷设备,以此来强化防雷效果,在一些配电线路的安装位置在特殊区域,其受到的自然性的雷击影响更大,一些线路所在区域的土壤自带较高的电阻。因此在对这部分电力线路的防雷工作更具重要性,技术人员首先需要选用合适的防雷设备,提升线路的基本抗雷击能力,在防雷设备之中,避雷器就显得尤为重要,防雷设计人员需要根据线路的防雷需要来对避雷器进行选择,同时还需要充分考虑到线路附近的环境条件,避雷器的类型比较多,其材质也有很大的区别,最为常见的一种避雷器就是氧化锌材质的避雷器,其体积不大,安装工作也相对便捷,由于重量比较轻,因此对于电力=线路本身并没有过多的影响,其散热速度比较快,因此不会经常性地出现质量问题,与一般的避雷器相比,这种避雷器具有更高的抗外界污染的能力,可以将工频续流有效阻绝。在应用这种避雷器时,技术人员可以选择将一些间隙装置串联到电力线路之中,以此来加强隔离效果。

3.5 安装防雷间距以避免产生线路跳闸的问题

10k V 配电线路经由山区地带,由于地势环境复杂,使得线路杆塔多会设置在山包上,杆塔和线路都可以起到引雷的作用。10k V 配电线路多不会架设避雷线,线路对雷电的预防水平也很低,如果有落雷产生,就会导致配电线路跳闸。按照有关规定,避雷带支架之间的距离不会超过 1500 毫米。采用输电线路上架设平行钢线的方法,就可以降低线路被雷击的发生率。这种钢线普遍设置在方脊、房檐或者屋角等处,可以起到线路保护的作用。

结束语

总而言之,10k V配电线路在输电中的意义非凡,对于故障线路的护理和保养也很重要。虽然有一些问题仍旧是无可避免的,但是我们可以对于大多数的问题进行风险规避,把损失降到最小。在经济发展的同时,科技也在不断的深化,这也给我们了一个启示,我们需要在最佳的条件下对于故障进行研究和探寻,加强配电线路运行与管理,直到我们找出对抗困难的方法,提高输电的安全和效率水平。相关人员也要提高自己的专业素养,确保高效的研究工作满足日常输电的需求。

参考文献:

[1] 刘刚,席禹,唐军,等.高压架空输电线路引雷对附近 10kV 架空配电线路雷击跳闸特性的影响[J].高电压技术,2014,40(3):690-697.

[2] 刘蛟.基于城市架空输电线路设计的相关讨论[J].文摘版:工程技术,2015(02):110—110.

[3] 陈玉才.分析与探讨110k V线路避雷器在输电线路防雷中的应用[J].广东科技,2011(18):177-178.

论文作者:李广杰1,权光建2, 杨峰3

论文发表刊物:《电力设备》2018年第6期

论文发表时间:2018/7/9

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