配電線路的危害以及防護(hù)

　　論文摘要：闡述了雷電過電壓的形成和對電力系統(tǒng)造成的危害，并對10kv電壓等級的配電線路遭受雷擊過電壓的原因進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)的防雷措施，以確保配電線路安全穩(wěn)定的運行。

　　論文關(guān)鍵詞：配電線路,供電質(zhì)量,雷擊,跳閘

　　隨著經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，各行各業(yè)對電力的需求越來越大，對供電質(zhì)量的要求也越來越高，但是目前10kv配電線路遭雷擊的現(xiàn)象發(fā)生頻繁。雷電是一種自然現(xiàn)象，隨意性很大，因而對電力系統(tǒng)中配電網(wǎng)的危害很大，同時嚴(yán)重影響了廣大工礦企業(yè)以及普通用戶的使用。

　　110kv配電線路遭遇雷擊給電力線路帶來的直接危害

　　電力系統(tǒng)中的雷電過電壓，通�？梢苑譃楦袘�(yīng)雷過電壓、直擊雷過電壓和反擊雷(逆閃絡(luò))過電壓。感應(yīng)雷過電壓是指雷云放電時，在附近導(dǎo)體上產(chǎn)生的電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)，從而在導(dǎo)體上形成過電壓。直擊雷過電壓是指雷直擊與導(dǎo)線而形成的過電壓。

　　雷電過電壓對電力系統(tǒng)的危害非常巨大，直擊雷電幅值高，高達(dá)數(shù)百kV，雷電流高達(dá)數(shù)十kA，所以直擊雷加載配電網(wǎng)絡(luò)的任何點上，該處的電氣設(shè)備都會被損壞，并且直擊雷過電壓的雷擊跳閘率為100%，可導(dǎo)致線路跳閘。

　　感應(yīng)雷就是當(dāng)雷電擊在配電網(wǎng)絡(luò)的附近建筑物、樹木、地面上，通過電磁感應(yīng)或靜電感應(yīng)使配電線路感應(yīng)出很高的電壓，當(dāng)該感應(yīng)電壓與線路的運行工作電壓疊加后，如果超過絕緣子或電氣設(shè)備的閃絡(luò)耐受電壓時，絕緣子閃絡(luò)放電，設(shè)備絕緣擊穿，當(dāng)兩相或三相工頻續(xù)流短路接地時，線路跳閘等。感應(yīng)雷電幅值小，但范圍廣。

　　目前，變電站的通信、調(diào)度、載波、繼電保護(hù)系統(tǒng)及監(jiān)控設(shè)備對過電壓過電流和雷電等電磁脈沖的耐受力很差，且由于電力系統(tǒng)二次防雷工作的滯后性，在感應(yīng)雷的作用下會失去作用，從而導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作。

　　210kv配電線路遭遇雷擊的原因分析

　�。�1）10kv線路防雷措施不力，多未安裝避雷器或者避雷器安裝失效

　　氧化鋅避雷器是重要的防雷擊設(shè)施。目前我國配電線路系統(tǒng)中，配電變壓器都安裝了氧化鋅避雷器，但絕大部分較長的10kv架空線路均未安裝線路型氧化鋅避雷器。同時，已經(jīng)安裝的避雷器，其接地裝置運行時間長，接地線已經(jīng)散股、斷裂，且接地極已經(jīng)銹蝕；有些避雷器的接地網(wǎng)范圍不夠；有些接地體埋設(shè)深度不合格，這些都致使避雷器接地電阻大于10Ω，其卸流能力非常低，導(dǎo)致雷擊的強(qiáng)大電流不能迅速導(dǎo)入大地，從而在遭遇雷擊時，不堪一擊，引發(fā)雷害事故。

　�。�2）絕緣導(dǎo)線本身存在缺陷，沒有改善防雷性能

　　近年來，絕緣導(dǎo)線的利用越來越多，在多方面發(fā)揮了良好的作用。但在配電線路的具體使用中，雖然絕緣導(dǎo)線有效地解決了裸導(dǎo)線難以解決的走廊和安全問題，較地下電纜有建設(shè)快、投資省的優(yōu)點，但其防雷措施并沒有改善和提高。究其原因，一是絕緣導(dǎo)線無裸露部分，安裝避雷器需要剝離絕緣層，從而導(dǎo)致線路防雷能力下降；二是雷擊后造成相間短路時，相對于裸導(dǎo)線，絕緣線上工頻續(xù)流電弧集中在絕緣擊穿點，不會沿導(dǎo)線方向擺動，最終燒斷導(dǎo)線。

　�。�3）微波塔猶如“引雷器”，距離配電線路太近，殃及配電線路

　　近幾年隨著通訊技術(shù)的提高，通訊設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用，為了加強(qiáng)通訊信號的覆蓋面積，微波塔越建越多。由于微波站需要電源，所以一般都建在配電線路附近。

　　微波塔主要是傳播通訊信號的，但從大氣過電壓方面來看，它與避雷針一樣是一種引雷裝置，但目前的微波塔，其自身防雷措施極其薄弱。當(dāng)雷云從微波塔上方飄過時很容易遭受雷擊，一旦微波塔遭受雷擊，可以在比較大的范圍內(nèi)的多個局部同時引發(fā)雷電(一般為感應(yīng)雷)過電壓現(xiàn)象，并且這種感應(yīng)過電壓可以通過配電線路等金屬導(dǎo)線傳輸很遠(yuǎn)，致使雷害范圍擴(kuò)大，在距離微波塔附近的線路絕緣子會因過高的過電壓而閃絡(luò)擊穿，有些低壓(380V)的設(shè)備會因變壓器的正變過電壓擊穿損壞。

　�。�4）絕緣子污閃事件多發(fā)，性能降低

　　由于常年受到環(huán)境污染和自然界鹽堿、飛塵的污染，在毛毛雨、霧等濕度大的天氣條件下，絕緣子表面的污穢被濕潤，極易發(fā)生污閃。在雷雨天氣下，事故發(fā)生的可能性將大大增加。

　�。�5）運維管理跟不上

　　消除缺陷不及時，責(zé)任考核不到位、流程不清晰，導(dǎo)致一般缺陷得不到及時的消除，甚至擴(kuò)大成為危急缺陷，直至發(fā)生10kv饋線或設(shè)備故障。巡視不到位，巡視不到位主要是指巡視人員責(zé)任心不強(qiáng)、技能素質(zhì)不高等。

　　310kv配電線路的防雷措施

　　3.1安裝避雷器

　　在空曠的地區(qū)，由于沒有高大建筑物引雷，雷直擊線路的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，所以宜在空曠的10kv架空線路上安裝線路型氧化鋅避雷器，新裝的配電設(shè)備如配電變壓器、柱上開關(guān)、電纜頭等也必須安裝氧化鋅避雷器，以加強(qiáng)對10kv線路及設(shè)備的防雷保護(hù)。

　　避雷器是通過吸收雷電放電能量限制配電線路的過電壓，從而達(dá)到保護(hù)的目的。其廣泛應(yīng)用于電氣線路（設(shè)備）的過電壓保護(hù)，過電壓保護(hù)性能良好。但避雷器的加裝會導(dǎo)致運行成本的增加，并且避雷器故障和預(yù)防性試驗會引起線路停電，且運行維護(hù)工作量也很大。因此，應(yīng)選擇在架空線路的重點桿塔上或多雷地段加裝氧化鋅避雷器，以防止雷害事故的發(fā)生。

　　3.2安裝防弧金具

　　為了避免輸電導(dǎo)線燒斷，在距離絕緣子中心150~200mm的范圍內(nèi)安裝防弧金具。當(dāng)雷電過電壓通過時，讓雷電過電壓在絕緣子鋼腳與防弧金具之間定位閃絡(luò)以避免導(dǎo)線燃燒。此方式投資少，操作簡便，能有效防止雷擊斷線。

　　3.3安裝合成絕緣子

　　安裝合成絕緣子可以提高線路的沖擊耐壓水平，確保只在特別的雷電感應(yīng)過電壓作用下才發(fā)生閃絡(luò)，工頻續(xù)流會因合成絕緣子的放電爬距過大而無法建弧而熄滅。但合成絕緣子價格比較高，宜部署安裝在關(guān)鍵位置。

　　3.4對微波塔附近配電線路的防雷措施

　　3.4.1在微波塔附近的線路段(前后6基桿塔)易擊段裝設(shè)耦合地線。

　　3.4.2在絕緣子上逐項安裝帶外間隙線路氧化鋅避雷器，并做符合標(biāo)準(zhǔn)的接地。

　　3.4.3在開關(guān)兩側(cè)都必須安裝脫扣式無間隙氧化鋅避雷器，避免雷電波到達(dá)開關(guān)(若是斷開后)發(fā)生2倍波全反射。

　　3.4.4變壓器高壓側(cè)安裝脫扣式元間隙氧化鋅避雷器，在低壓側(cè)安裝相應(yīng)電壓等級的低壓氧化鋅避雷器，以防止正、逆變過電壓。

　　3.4.5在桿塔上安裝多針引雷器，在出現(xiàn)感應(yīng)電荷時，多針引雷器的針尖上，首先中和大部分感應(yīng)電荷，以降低感應(yīng)過電壓，確保絕緣子閃絡(luò)和避雷器無法擊穿放電和電器設(shè)備。

　　3.4.6將通流容量5kA的避雷器全部更換為l0kA的避雷器。

　　3.5定期檢查并整改接地裝置

　　定期檢查接地裝置各部位連接是否牢固，有無松動，有無脫焊，有無嚴(yán)重銹蝕；接地線有無機(jī)械損傷或化學(xué)腐蝕，涂漆有無脫落；人工接地體周圍有無堆放強(qiáng)烈腐蝕性物質(zhì)，地面以下50cm以內(nèi)接地線有無腐蝕和銹蝕情況；接地電阻是否合格。

　　接地裝置進(jìn)行定期檢查，變、配電站接地裝置，每年檢查一次，并于干燥季節(jié)每年測量一次接地電阻；防雷接地裝置，每年雨季前檢查一次；有腐蝕性的土壤內(nèi)的接地裝置，每5年局部挖開檢查一次。

　　焊接連接處開焊，螺絲連接處松動；接地線機(jī)械損傷、斷股或嚴(yán)重銹蝕、腐蝕，銹蝕或腐蝕30%以上；接地體露出地面；接地電阻超過規(guī)定值。

　　3.6加強(qiáng)運行管理工作

　　雷雨季節(jié)應(yīng)縮短線路巡視的周期，發(fā)現(xiàn)缺陷及時處理，保障線路設(shè)備安全可靠供電。開展反季節(jié)工作法，在雷雨季節(jié)來臨前消除線路上存在的缺陷。根據(jù)新增雷擊區(qū)段及時制定新的防雷方案并進(jìn)行實施。雷雨季節(jié)前對防雷接地電阻進(jìn)行測試，及時整改不符合規(guī)程規(guī)定的接地電阻。

　　4結(jié)語

　　在實際工作中，根據(jù)10kv配電網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場的實際情況，保證接地的可靠性和有效性，并采取相應(yīng)的有效防雷措施，以減少雷害事故的發(fā)生，確保配電線路安全穩(wěn)定運行。

　　參考文獻(xiàn)

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