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[摘 要]配电网的供电可靠性、安全性等特点是保障用电安全的重要标准,它对于企业用电以及居民生活用电有着极为重要的意义和影响,此外,它对于用电质量以及社会效益也有着重要影响。随着配电网的快速发展,供电区域内经常会遇到被树木覆盖、建筑物的干扰以及台风等诸多因素的干扰和影响,因此配电网的可靠性方面也日益受到挑战,尤其是一些自然界的威胁,最为常见的就是有效应对雷电等自然因素的干扰。以下,笔者简要就10kV架空绝缘线路的防雷策略加以探究和论述。
[关键词]10kV;架空绝缘线路;特点;防雷策略;
中图分类号:TU832 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)18-0090-01
引言
10kV配电网是电力系统中一项极为重要的组成部分,配电线路的运行安全性与供电的可靠性有着直接的意义和关联。10kV的线路电压的等级相对较低,所采取的防雷措施相对较低,因此雷电过电压现象是最为常见的现象之一。尤其是近年来,导线绝缘化的逐步实现,使其在遭受雷击时,受到表面绝缘材料的阻隔,高频雷电流以及延续的工频电流会在某一固定点燃烧,瞬间集中了较大的能量,使得导线在继电保护装置动作之前被烧断。由此来看,有效加强和提高10kV配电网的耐雷水平无疑显得十分重要。
一、10kV配电网架空绝缘线路的特点分析
(一)绝缘性能相对较好
架空绝缘导线因为其外层多了一层绝缘层,因此同裸导线相比较,其绝缘性能相对较好,这不仅可以有效降低和减少线路的相间距离,进一步降低对线路支持件的绝缘要求,此外对于有效提高同杆架设线路的回路数也有重要作用。
(二)防潮抗腐蚀性能好
架空绝缘导线外部一般会有绝缘层的存在,绝缘层的存在使得其比一般的裸导线所遭受的氧化腐蚀的程度相对较小,而其防潮和抗腐蚀能力则相对较好,可以很好的延长线路的使用寿命。
(三)强度可以有效满足要求
绝缘导线较为坚韧,其导线的机械强度可以有效满足应力设计的需求,但是在绝缘导线的使用过程中,由于其自身方面的不足和缺陷,因此经常会导致一些新的问题的出现,其中最为典型的就是在遭受雷击时,断线故障的出现。
二、绝缘导线雷击断线的原因分析
架空绝缘导线线路在遭受雷击之后,直击雷或者感应雷过电压作用于导线,导致绝缘子闪烙并击穿导线绝缘层,绝缘层被击穿后呈现针孔状,持续的工频短路电流电弧受周围绝缘的阻隔,弧根只能在针孔处燃烧,因此在很短的时间内导线会被整齐的烧断,同样的裸导线也会由于雷击导致绝缘在闪烁,而工频续流的问题也较为常见,但是工频续流的问题受到通电导线电动力的作用下,不会集中在某一点处燃烧,因此一般情况下不会严重的对导线造成破坏。这样,通常在工频续流烧断导线之前就会引起断路器跳闸,因此架空裸导线很难被烧断。此外,固定导线的绑扎线与绝缘导线之间留有间隔,该间隔也极容易导致局部放电现象的产生。
三、10kV架空绝缘线路的防雷措施分析
随着我国电网事业的不断进步与发展,其防雷措施不断被提出,但是对于采取的一些防雷措施,单单采用某一种防雷措施显然无法有效满足线路安全以及输电的可靠性要求,而且也要立足于实际情况不可盲目采用,倘若过于盲目,则势必会导致维护成本的增加,以及线路建设的难度等,而这也势必会限制某些防雷措施性能的有效发挥。
(一)架设架空避雷线
利用架空避雷线的屏蔽作用来保护输电线路,是一种传统的有效方法。该方法的效果较好,而且可以免除维护,但缺点是:①投资成本较高;②防止绕击的效果较差,易使线遭受反击。
(二)降低杆塔接地的电阻
对于一般高度的杆塔来说,有效降低杆塔冲击电阻对于我国的线路耐雷水平的提高以及进一步降低雷击跳闸率等具有十分重要的意义和作用,在土壤电阻率低的地区来说,应该充分利用铁塔、钢筋混凝土杆的自然接地电阻。在一些高土壤电阻率的地区,一般的方法很难有效降低接地的电阻,针对这种情况可以采用多根放射形接地、爆破接地、扩大接地网面积等多种方式来对接地电阻值加以有效的控制,但是对于土壤电阻率较高的地区而言,其施工较为困难,而且工程量相对较大,所需要耗费的资金相对较高。
(三)局部裸线化
这种方法在雷击频繁区应用较多,主要采用剥除绝缘导线的局部绝缘层,使其局部导线成为裸导线,使电弧可以在裸导线处滑动,而不停留在固定一定燃烧,防止了导线烧断,此外,这也为今后的施工提供一个接地线的点。
(四)进一步提高线路的绝缘水平
进一步提高绝缘子的放电电压,对于提高线路的绝缘水平,有效降低雷击跳闸率具有十分重要的意义和作用。综合诸多线路的运行经验来看,对于易击段增加绝缘子片数,或者是将悬式绝缘子换成一个闪络路径相对较大的柱式绝缘子,进而更好的增长闪络路径来有效阻止电弧的形成。此外,还可以将10kV的配电线路中所选取采用的瓷绝缘子替换为硅橡胶绝缘子,使雷电不闪络或闪络后引发的接续工频短路电流因爬距较大而无法建弧,这可以有效的将雷击的跳闸率加以控制和降低,进而防止和避免绝缘导线发生断线事故。
(五)装设串联间隙金属氧化物避雷器
近年来,随着我国金属氧化物避雷器得到了较快的发展,其所具有的非线性电阻特性以及快速阻断工频续流的特点,使其更好地适应于线路,有效限制和减少了雷电过电压。采用避雷器防护配电线路的雷电过电压,其主要有两个方面的重要作用,第一,通过对雷电放电能量的有效吸收,进而有效达到保护线路的目的;避雷器安装之后,其可以更好的对配电线路的感应过电压加以控制。采用带有间隙的金属氧化物避雷器可以更好的将工频续流进行拦截,对雷电过电压加以限制,此外其所达到的保护效果相对较好。但是不可避免的不足是,其保护范围相对较小,而且需要逐一安装,因此其维修的费用较大,花费的资金也相对较高。
结束语
10kV架空绝缘线路以其显著的优越性使其更为广泛的应用于电网的建设之中,但是在使用架空绝缘线路的过程中,需要注重一些自然因素对这些架空绝缘线路的影响,因此必须高度重视雷电对其的不利影响,逐步探究其有效的应对措施。笔者衷心希望,以上关于对我国10kV架空绝缘线路防雷电措施的探究能够被相关负责人合理的吸收和采纳,进而更好的推动我国电网事业的有效发展。
参考文献
[1] 向高平,陈彦,赵良,方伟栋.10kV架空絕缘线路雷害分析与防雷对策[J].机电信息,2013,36:28-29.
[2] 车鸣.10kV架空绝缘线路防雷策略探究[J].科技风,2013,24:58-59.
[3] 何建林,张电,刘渝根,田金虎.基于实际雷电参数的10kV架空绝缘线路防雷分析[J].重庆电力高等专科学校学报,2011,02:68-72.
[4] 詹建荣.10kV架空绝缘线路防雷探讨——带环形电极外串间隙金属氧化物避雷器的应用[J].福建电力与电工,2008,02:48-49+55.
[5] 路军,丁坚勇.10kV架空绝缘线路的雷击分析及防雷对策[J].电气技术,2010,12:67-69.
[关键词]10kV;架空绝缘线路;特点;防雷策略;
中图分类号:TU832 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)18-0090-01
引言
10kV配电网是电力系统中一项极为重要的组成部分,配电线路的运行安全性与供电的可靠性有着直接的意义和关联。10kV的线路电压的等级相对较低,所采取的防雷措施相对较低,因此雷电过电压现象是最为常见的现象之一。尤其是近年来,导线绝缘化的逐步实现,使其在遭受雷击时,受到表面绝缘材料的阻隔,高频雷电流以及延续的工频电流会在某一固定点燃烧,瞬间集中了较大的能量,使得导线在继电保护装置动作之前被烧断。由此来看,有效加强和提高10kV配电网的耐雷水平无疑显得十分重要。
一、10kV配电网架空绝缘线路的特点分析
(一)绝缘性能相对较好
架空绝缘导线因为其外层多了一层绝缘层,因此同裸导线相比较,其绝缘性能相对较好,这不仅可以有效降低和减少线路的相间距离,进一步降低对线路支持件的绝缘要求,此外对于有效提高同杆架设线路的回路数也有重要作用。
(二)防潮抗腐蚀性能好
架空绝缘导线外部一般会有绝缘层的存在,绝缘层的存在使得其比一般的裸导线所遭受的氧化腐蚀的程度相对较小,而其防潮和抗腐蚀能力则相对较好,可以很好的延长线路的使用寿命。
(三)强度可以有效满足要求
绝缘导线较为坚韧,其导线的机械强度可以有效满足应力设计的需求,但是在绝缘导线的使用过程中,由于其自身方面的不足和缺陷,因此经常会导致一些新的问题的出现,其中最为典型的就是在遭受雷击时,断线故障的出现。
二、绝缘导线雷击断线的原因分析
架空绝缘导线线路在遭受雷击之后,直击雷或者感应雷过电压作用于导线,导致绝缘子闪烙并击穿导线绝缘层,绝缘层被击穿后呈现针孔状,持续的工频短路电流电弧受周围绝缘的阻隔,弧根只能在针孔处燃烧,因此在很短的时间内导线会被整齐的烧断,同样的裸导线也会由于雷击导致绝缘在闪烁,而工频续流的问题也较为常见,但是工频续流的问题受到通电导线电动力的作用下,不会集中在某一点处燃烧,因此一般情况下不会严重的对导线造成破坏。这样,通常在工频续流烧断导线之前就会引起断路器跳闸,因此架空裸导线很难被烧断。此外,固定导线的绑扎线与绝缘导线之间留有间隔,该间隔也极容易导致局部放电现象的产生。
三、10kV架空绝缘线路的防雷措施分析
随着我国电网事业的不断进步与发展,其防雷措施不断被提出,但是对于采取的一些防雷措施,单单采用某一种防雷措施显然无法有效满足线路安全以及输电的可靠性要求,而且也要立足于实际情况不可盲目采用,倘若过于盲目,则势必会导致维护成本的增加,以及线路建设的难度等,而这也势必会限制某些防雷措施性能的有效发挥。
(一)架设架空避雷线
利用架空避雷线的屏蔽作用来保护输电线路,是一种传统的有效方法。该方法的效果较好,而且可以免除维护,但缺点是:①投资成本较高;②防止绕击的效果较差,易使线遭受反击。
(二)降低杆塔接地的电阻
对于一般高度的杆塔来说,有效降低杆塔冲击电阻对于我国的线路耐雷水平的提高以及进一步降低雷击跳闸率等具有十分重要的意义和作用,在土壤电阻率低的地区来说,应该充分利用铁塔、钢筋混凝土杆的自然接地电阻。在一些高土壤电阻率的地区,一般的方法很难有效降低接地的电阻,针对这种情况可以采用多根放射形接地、爆破接地、扩大接地网面积等多种方式来对接地电阻值加以有效的控制,但是对于土壤电阻率较高的地区而言,其施工较为困难,而且工程量相对较大,所需要耗费的资金相对较高。
(三)局部裸线化
这种方法在雷击频繁区应用较多,主要采用剥除绝缘导线的局部绝缘层,使其局部导线成为裸导线,使电弧可以在裸导线处滑动,而不停留在固定一定燃烧,防止了导线烧断,此外,这也为今后的施工提供一个接地线的点。
(四)进一步提高线路的绝缘水平
进一步提高绝缘子的放电电压,对于提高线路的绝缘水平,有效降低雷击跳闸率具有十分重要的意义和作用。综合诸多线路的运行经验来看,对于易击段增加绝缘子片数,或者是将悬式绝缘子换成一个闪络路径相对较大的柱式绝缘子,进而更好的增长闪络路径来有效阻止电弧的形成。此外,还可以将10kV的配电线路中所选取采用的瓷绝缘子替换为硅橡胶绝缘子,使雷电不闪络或闪络后引发的接续工频短路电流因爬距较大而无法建弧,这可以有效的将雷击的跳闸率加以控制和降低,进而防止和避免绝缘导线发生断线事故。
(五)装设串联间隙金属氧化物避雷器
近年来,随着我国金属氧化物避雷器得到了较快的发展,其所具有的非线性电阻特性以及快速阻断工频续流的特点,使其更好地适应于线路,有效限制和减少了雷电过电压。采用避雷器防护配电线路的雷电过电压,其主要有两个方面的重要作用,第一,通过对雷电放电能量的有效吸收,进而有效达到保护线路的目的;避雷器安装之后,其可以更好的对配电线路的感应过电压加以控制。采用带有间隙的金属氧化物避雷器可以更好的将工频续流进行拦截,对雷电过电压加以限制,此外其所达到的保护效果相对较好。但是不可避免的不足是,其保护范围相对较小,而且需要逐一安装,因此其维修的费用较大,花费的资金也相对较高。
结束语
10kV架空绝缘线路以其显著的优越性使其更为广泛的应用于电网的建设之中,但是在使用架空绝缘线路的过程中,需要注重一些自然因素对这些架空绝缘线路的影响,因此必须高度重视雷电对其的不利影响,逐步探究其有效的应对措施。笔者衷心希望,以上关于对我国10kV架空绝缘线路防雷电措施的探究能够被相关负责人合理的吸收和采纳,进而更好的推动我国电网事业的有效发展。
参考文献
[1] 向高平,陈彦,赵良,方伟栋.10kV架空絕缘线路雷害分析与防雷对策[J].机电信息,2013,36:28-29.
[2] 车鸣.10kV架空绝缘线路防雷策略探究[J].科技风,2013,24:58-59.
[3] 何建林,张电,刘渝根,田金虎.基于实际雷电参数的10kV架空绝缘线路防雷分析[J].重庆电力高等专科学校学报,2011,02:68-72.
[4] 詹建荣.10kV架空绝缘线路防雷探讨——带环形电极外串间隙金属氧化物避雷器的应用[J].福建电力与电工,2008,02:48-49+55.
[5] 路军,丁坚勇.10kV架空绝缘线路的雷击分析及防雷对策[J].电气技术,2010,12:67-69.