10kV配电线路上避雷器故障分析及防范措施

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  摘 要:我国的城市发展迅速,快的生活节奏和生产节奏对配电线路提出了越来越大的要求,呼唤着相关配电部门做好配电和供电工作,不断在实际工作中提高10kV配电线路的供电质量,保证企业的经济效益以及社会效益。我们要加强对配电线路故障的防范,在天气因素、外力破坏因素、管理和维护因素、线路可靠性等方面,进行故障的防范工作,进而保证配电线路的可靠性、保证电网的安全性和稳定性、保证居民用电和生产用电的正常运行,促进国民经济的迅速发展。在电力运行过程中,提高10kV配电线路的供电质量,对供电企业的经济效益和社会效益有良好的促进作用。
  关键词:10kV配电线路;避雷器;故障分析;防范措施
  引言
  随着改革开放的不断深入,我国的城市化进程越来越快,人们对供电的要求也越来越高,这就给供电和配电工作提出了巨大的挑战。然而在目前的配电线路上,常常出现一些故障,如何排除这些故障,保证供电和配电的安全,是配电运维人员关注的焦点。避雷器能限制过电压,对电气设备起保护作用,确保其正常运行。但在日常运行中,避雷器常常受自身质量、雷击频率等因素影响而发生故障,造成10kV配电线路接地故障频发,严重影响了电网的供电质量。基于此,通过几起避雷器被击穿而发生的线路跳闸事故,对10kV配电线路上避雷器的几类故障进行分析,并总结出相应的故障防范措施,以提高运维人员避雷器的检修与运行维护水平。
  1避雷器故障分析
  1.1避雷器内部受潮导致的故障
  避雷器在安装前,未彻底烘干滞留在阀片及内部零部件上的潮气。避雷器瓷套裙边胶合处有裂缝、密封圈未焊死,易于进入潮气及水分。密封垫圈老化开裂后,失去密封作用,潮气和水分沿螺钉缝渗入内腔等都会造成避雷器内部受潮。
  1.2阀片侧面高阻層出现裂纹的原因
  高阻层的避雷器绝缘釉是由有机材料配制而成的,而侧面绝缘层则是通过高温烧结而成。当阀片与侧面高阻层的热膨胀系数出现较大差异时,会导致避雷器绝缘釉出现细微的裂纹,降低了避雷器绝缘釉的绝缘强度,在过电压情况下,就会出现闪络现象。为妥善解决闪络故障,应在避雷器阀片和外绝缘筒之间的空腔填充温度比较高的注胶,同时在高温注胶时,应尽量减小避雷器阀片与侧面高阻层热膨胀系数之间的差异,避免引起避雷器阀片侧面高阻层出现裂纹。
  1.3雷电冲击电流导致的故障
  雷电冲击的故障原因。根据国家避雷器耐雷水平生产标准,10kV系统中避雷器能承受2次65kA或40kA的雷电流冲击,避雷器中流过雷电流主要分为雷电直击和沿线路来波2种。当雷直击杆塔雷电流超过65kA或40kA时,线路会出现多相闪络现象,引起相间短路速断跳闸。但是由于短路速断跳闸现象是不可能出现在线路单相接地故障中,因此说明雷电直击产生的雷电流一定是低于65kA或40kA的,故而雷电直击不可能造成避雷器故障。当避雷器遭受雷电冲击电流过量且电流密度较大时,而阀片上的冲击电流也没有均匀分布,导致阀片上局部雷电冲击电流密度超过其允许极限值,造成避雷器中的阀片破裂,如果阀片电流能量冲击过大,则会使阀片发生破碎、爆炸。
  2具体防范措施
  针对不同故障采取不同应对措施。除上述措施外,在实际运行管理中,为确保避雷器安全运行,还应做好以下几个方面防范措施。
  2.1针对天气因素引起故障的防范措施
  2.1.1保持与气象部门的沟通与协作,能够及时掌握气候变化情况,从而提早进行相关的防范,将天气对线路的影响降到最低。
  2.1.2加装线路避雷器是有效、简单的抗雷措施,在变压器高、低压侧应根据情况加装相应等级的避雷器。
  2.1.3针对雷击,可以提高绝缘子的抗雷性能,事实表明,耐张悬式绝缘子能够有效防止线路的闪络性故障。
  2.2加强对避雷器的日常巡视
  避雷器是电力运行中不可缺少的设备之一,其运行的稳定性直接关系着电力系统供电的稳定性。因此,在其运行中应加强对避雷器的日常巡视。以“基础热像”为根据的红外诊断方法是当前避雷器常用的故障诊断方法,能有效诊断故障状态下的热场,温度升高变化,以及阀片受潮或者老化缺陷等问题。当检测避雷器温差较大时,及时开展配网不停电作业进行更换,有效保证线路安全稳定运行,防止线路因避雷器故障造成接地跳闸;还需对地下连接部位进行检查,以防发生锈蚀影响接地电阻,使雷击电流不能快速流入大地,残余的雷电冲击电流会导致避雷器发生故障;定期对避雷器的外观进行检查,确保是否存在闪络、破损等,发现问题应及时进行更换处理。此外,电网检修运维人员还应不断提高自身检修水平,熟练掌握避雷器故障分析及处理方法,积极开展带电检测工作,以减轻避雷器故障给电网运行带来的影响。
  2.3做好避雷器的检验工作
  为提高避雷器安全运行的可靠性,避雷器的检测水平也是极其重要的。对采购的避雷器应抽样检查,检测关键部件、密封性能等,并进行密封试验;安装前,检查避雷器外观,确保外观是否保持良好,并对其绝缘电阻值进行测量是否不小于1000MΩ;安装后,要严格按照验收规范做好验收工作。
  2.4提高阀片的能量耐受能力
  为避免避雷器阀片侧面高阻层出现裂纹,应将阀片的能量耐受能力提高到65kA以上。
  2.5避雷器要可靠接地
  首先应直接固定避雷器的接地螺栓与接地线,然后按照横担、沿接地引下线进行有效接地,确保各链接部位牢固可靠,以确保整个接地系统的完整性,而且要保证其连接的接地地网的电阻值要在4Ω以下。在焊接中采用螺栓连接,避免出现缝隙或杂物混入,影响避雷器的使用寿命。
  2.6保证线路可靠的措施
  要想确保配电线路的安全可靠,就要加强配电作业人员的技术水平,不断提升其施工质量和业务素质,将配电人员的维护能力提升到一个新的阶段。还要按照安全配电管理制度建立健全的奖惩制度。要加强配电企业和用户之间的沟通和交流,深入了解用户的用电需求,使配电设备管理工作更具针对性、目标性。进而保证配电线路的供电质量,提高配电企业的服务水平。
  社会经济的迅速发展,推动了供电需求的增长,在这样的背景之下,10kV配电线路的线路负荷日益增大。如果出现线路故障,不仅影响供电线路的正常运行或造成电网损失,同时还将严重影响经济的发展和广大居民的正常用电。因此,对10kV配电线路供电的可靠性和安全性提出了更高的要求。所以,加强配电线路故障分析及处理能力是加强配网安全、稳定运行的关键。
  结述语
  综上述,随着我国城市化进程的不断加快,市场电力需求量也越来越高,电气设备的投入使用量也越来越大,为提高电气设备的安全性和可靠性,在10kV配电线路上加装瓷外套金属氧化锌避雷器。但在日常运行中,10kV氧化锌避雷器经常由于阀片侧面高阻层裂纹、避雷器内部受潮、雷电冲击电流等原因被击穿导致线路跳闸,从而导致设备绝缘性能降低,发生故障。因此加强10kV配电线路避雷器的故障及具体防范措施研究,对电力系统的稳定运行有着重要意义。
  参考文献:
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  [4]分析10kV配电网避雷器故障分析及处理措施研究[J]. 苏凤仁,赵富红.  城市建设理论研究(电子版). 2016(02)
  作者简介:
  虎国良(1995-),男,助理工程师,本科,毕业于西北民族大学,电气工程及其自动化专业,主要从事配电生产管理、电网发展规划、工程项目管理等工作。
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