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摘要:本文针对10kV~35kV配网线路的基础条件和特点,通过系统的分析研究,提出减少雷害事故,提高配电网供电可靠性必须采取有效的技术措施及实施方法
关键词:配电线路;防雷;10kV与35kV
我国的电力系统主要由配电线路组成,在配电线路中则主要一架空为主。配电线路的作用是连接变电站和用户负荷间的线路,所以它的安全非常重要,本文就详细讲解一下10kV和35kV配电线路的防雷技术。
一、现状及存在问题
根据目前的情况来看,10kV与35kV配电线路的防雷击的措施主要以下几点做起:①首先选择科学合理的线路路径,②尽量提高整个电路的绝缘能力,③尽量使接地装置的电阻降低,④在走线的时候注意装设避雷针,⑤装设架空式的地线。
而对于35kv的线路来说,会采用变电站进出站架设地线的方式来进行防雷措施,架空地线的长度在1.5km左右,另外还有一个主要的防雷措施就是安装避雷器;对于10kV线路主要的避雷方式就是装设避雷器,而避雷器的装设主要通过直接连接带电导线的方式实现,这种连接方式的缺陷也是非常明显却不可避免:①带电的导线是直接与避雷器相连的,因此避雷器经常处于带电的情况下,所以老化时间更快,②避雷器一直是带电运行,所以为了安全起见不但要进行定期的预防性试验,还要在停电时进行拆装,所以会浪费大量的电力部门的人力和物力,直接影响人们正常的生产和生活供电,③每个装设避雷器的杆塔上都必须安装接地装置,所以地方的供电部门的资金投入就会更大,比如更多的当地赔偿费用和材料投资费用,④避雷器的装设需要在杆塔上下两端进行接线,所以安装和维护都非常的麻烦,施工难度大大增加。
二、10kV与35kV配电线路的防雷特点
因为电压等级不同的原因,因此10kV和35kV的配电线绝缘子和杆塔参数有所差异,因此在防雷的特点上也不同。
1、绝缘子参数特点
絕缘子的技术参数直接影响了线路的绝缘水平,所以也直接影响着配电线路的防雷研究,拿10kV中PS线路柱的绝缘子参数技术为例,详见表1
一般的单片绝缘子的雷电耐受电压为100kV,所以为了达到更好的效果,将4-5片绝缘子进行串联,但是分摊到每个绝缘子上的电压也不是很平均,但是可以达到增加雷击电压耐受力的效果,
2、线路的高度特点
35kV线路的直线塔有5种类型,高度从12m、15m、18m、21m、24m不等,耐张塔有4种类型,从9m、12m、15m、18m不等,因此杆柱的会根据不同的情况来建设和设计,而10kV线路杆塔的塔高较35kV的低,有8m、9m、10m、12m、13m、15m不等。受高度的影响它们之间所遭受的雷击电压的形式也不一样,10kV线路低绝缘效果差,不易导致直击雷过电压,所以防雷重点是对于感应雷击过电压方面。而35kV线路,杆塔高度很高,容易引发直击雷的损伤,导致线路发生绕击或者反击,最终形成跳闸事故,所以在防护的时候要多考虑直击雷的影响。
三、35kV与10kV防雷击装置设计方案
10kV的配电线路防雷措施首先要考虑感应雷击过电压,35kV的配电线路却要兼顾直击雷和感应雷击过电压的保护二者有明显的区别。
1、10kV配电线路防雷措施
线路避雷器的作用就是防止绝缘导线被雷击导致断线,还有限制线路雷击造成过电压。线路的避雷器与线路绝缘子的两端进行并联,如果发生过电压的情况,避雷器运行,能够通过金属氧化物的电阻片释放雷电流从而抑制工频的续流,因此可以有效的将10kV的配电线路的过电压进行限制。
2、加装耦合地线
耦合地线的使用能够降低10kV配电线路的雷击导致过电压的感应,一般通过计算导线上的过电压感应来得出,计算公式如下:
①当雷击点与线路间距离大于65m的时候,公式1
此公式中 —耦合地线的距地平均高度,单位是m, —耦合地线和导线间的耦合系数
②雷击于塔顶等紧靠导线的接地物体,公式2如下:
③安装防弧金具,10Kv的架空绝缘线路,在遭受雷击时会造成人参安全的影响,针对这种情况,就可以安装防弧金具来避免,利用防弧金具进行保护之后若再出现雷击情况,就会疏导至金具上面从而避免了对导线的损伤,目前市面上主要有穿刺性防弧金具和剥离式防弧金具两类。
3、35kV配电线路防雷措施
线路安装避雷器和加装耦合地线可以很好的防止雷击过电压的感应,对于直击雷的过电压效果也非常好,所以这两种防雷措施对于35kV的配电线路同样效果明显,所不同的一点是,没必要进行安装防弧金具,因为35kV的配电线路是裸导线。另外还有不同点就是35kV的配电线路容易导致直击雷的产生,让线路出现绕击和反击情况,所以才防雷击时注重考虑防直击雷。主要措施:①加强绝缘。35kV串联的绝缘子对于雷电冲击耐受力快接近雷击过电压感应到的最大值,所以要串联多个绝缘子从而加强绝缘,让它的最高雷电冲击的耐受能力达到500kV,也很好的避免了过电压造成的跳闸现象。②架设避雷线和侧向避雷针。对于新建设的35kV配电线路,使用双避雷线从而有效的控制线路的保护角,有效的防止线路的绕击,由于有避雷线的使用,为了资金投入方面的考虑可以适当的将铁塔高度降低,在山区地区不能采用单避雷线的方式,因为会使保护角增大,对于某些高雷击地区的跳闸事故不能有效的控制。
单避雷线的线路,因为控制绕击难度较大,那么可以再铁塔两侧侧向的和横向的避雷针,避雷针的长度大概在3m左右,这样的装设能够有效的减少线路绕击,其特点是投资小,容易操作,让绕击效果明显等。当然若前面采用的是双避雷线,最好是在侧面也是用避雷针,将预防线路绕击的效果达到更好。
4、降低接地电阻
杆塔接地电阻进行降低,不但能提高线路耐雷击的水平,而且可以减少线路反击率。
四、结语
10kV配电线路和35kV配电线路差异明显,所以在防雷击的措施上也有差异,10kV的线路相对来说高度较低,所以一般不会遭受到直雷击,但是缺点是线路绝缘性能非常差,对于直雷击的过电压抵抗能力非常弱,因此对于10kV配电线的防雷措施主要集中在感应累计电压的防护上,主要的措施就是安装防弧金具、安装耦合地线和安装线路避雷器等。35kV的线路相对较高,所以容易造成直击雷的发生,从而引起线路跳闸,因此在对于35kV配电线路防护上直击雷和感应雷击过电压都要考虑,所以在防护措施上可以同样安装防弧金具、安装耦合地线、安装线路避雷器,除此之外还可以使用5片绝缘子进行串联让总雷击电压耐受力达到500kV,从而降低跳闸事故的发生,与此同时,对于35kV的配电线路防直击雷的措施可以采用架设侧向避雷针、降低接地电阻、避雷线等。
参考文献:
[1]李亚红.10kV~35kV配电架空线路防雷研究与防雷设计[J].科技传播,2012,5(21).
[2]陈小军.农村10kV配电变压器防雷保护对策分析[J].中国科技博览,2011,8(31).
关键词:配电线路;防雷;10kV与35kV
我国的电力系统主要由配电线路组成,在配电线路中则主要一架空为主。配电线路的作用是连接变电站和用户负荷间的线路,所以它的安全非常重要,本文就详细讲解一下10kV和35kV配电线路的防雷技术。
一、现状及存在问题
根据目前的情况来看,10kV与35kV配电线路的防雷击的措施主要以下几点做起:①首先选择科学合理的线路路径,②尽量提高整个电路的绝缘能力,③尽量使接地装置的电阻降低,④在走线的时候注意装设避雷针,⑤装设架空式的地线。
而对于35kv的线路来说,会采用变电站进出站架设地线的方式来进行防雷措施,架空地线的长度在1.5km左右,另外还有一个主要的防雷措施就是安装避雷器;对于10kV线路主要的避雷方式就是装设避雷器,而避雷器的装设主要通过直接连接带电导线的方式实现,这种连接方式的缺陷也是非常明显却不可避免:①带电的导线是直接与避雷器相连的,因此避雷器经常处于带电的情况下,所以老化时间更快,②避雷器一直是带电运行,所以为了安全起见不但要进行定期的预防性试验,还要在停电时进行拆装,所以会浪费大量的电力部门的人力和物力,直接影响人们正常的生产和生活供电,③每个装设避雷器的杆塔上都必须安装接地装置,所以地方的供电部门的资金投入就会更大,比如更多的当地赔偿费用和材料投资费用,④避雷器的装设需要在杆塔上下两端进行接线,所以安装和维护都非常的麻烦,施工难度大大增加。
二、10kV与35kV配电线路的防雷特点
因为电压等级不同的原因,因此10kV和35kV的配电线绝缘子和杆塔参数有所差异,因此在防雷的特点上也不同。
1、绝缘子参数特点
絕缘子的技术参数直接影响了线路的绝缘水平,所以也直接影响着配电线路的防雷研究,拿10kV中PS线路柱的绝缘子参数技术为例,详见表1
一般的单片绝缘子的雷电耐受电压为100kV,所以为了达到更好的效果,将4-5片绝缘子进行串联,但是分摊到每个绝缘子上的电压也不是很平均,但是可以达到增加雷击电压耐受力的效果,
2、线路的高度特点
35kV线路的直线塔有5种类型,高度从12m、15m、18m、21m、24m不等,耐张塔有4种类型,从9m、12m、15m、18m不等,因此杆柱的会根据不同的情况来建设和设计,而10kV线路杆塔的塔高较35kV的低,有8m、9m、10m、12m、13m、15m不等。受高度的影响它们之间所遭受的雷击电压的形式也不一样,10kV线路低绝缘效果差,不易导致直击雷过电压,所以防雷重点是对于感应雷击过电压方面。而35kV线路,杆塔高度很高,容易引发直击雷的损伤,导致线路发生绕击或者反击,最终形成跳闸事故,所以在防护的时候要多考虑直击雷的影响。
三、35kV与10kV防雷击装置设计方案
10kV的配电线路防雷措施首先要考虑感应雷击过电压,35kV的配电线路却要兼顾直击雷和感应雷击过电压的保护二者有明显的区别。
1、10kV配电线路防雷措施
线路避雷器的作用就是防止绝缘导线被雷击导致断线,还有限制线路雷击造成过电压。线路的避雷器与线路绝缘子的两端进行并联,如果发生过电压的情况,避雷器运行,能够通过金属氧化物的电阻片释放雷电流从而抑制工频的续流,因此可以有效的将10kV的配电线路的过电压进行限制。
2、加装耦合地线
耦合地线的使用能够降低10kV配电线路的雷击导致过电压的感应,一般通过计算导线上的过电压感应来得出,计算公式如下:
①当雷击点与线路间距离大于65m的时候,公式1
此公式中 —耦合地线的距地平均高度,单位是m, —耦合地线和导线间的耦合系数
②雷击于塔顶等紧靠导线的接地物体,公式2如下:
③安装防弧金具,10Kv的架空绝缘线路,在遭受雷击时会造成人参安全的影响,针对这种情况,就可以安装防弧金具来避免,利用防弧金具进行保护之后若再出现雷击情况,就会疏导至金具上面从而避免了对导线的损伤,目前市面上主要有穿刺性防弧金具和剥离式防弧金具两类。
3、35kV配电线路防雷措施
线路安装避雷器和加装耦合地线可以很好的防止雷击过电压的感应,对于直击雷的过电压效果也非常好,所以这两种防雷措施对于35kV的配电线路同样效果明显,所不同的一点是,没必要进行安装防弧金具,因为35kV的配电线路是裸导线。另外还有不同点就是35kV的配电线路容易导致直击雷的产生,让线路出现绕击和反击情况,所以才防雷击时注重考虑防直击雷。主要措施:①加强绝缘。35kV串联的绝缘子对于雷电冲击耐受力快接近雷击过电压感应到的最大值,所以要串联多个绝缘子从而加强绝缘,让它的最高雷电冲击的耐受能力达到500kV,也很好的避免了过电压造成的跳闸现象。②架设避雷线和侧向避雷针。对于新建设的35kV配电线路,使用双避雷线从而有效的控制线路的保护角,有效的防止线路的绕击,由于有避雷线的使用,为了资金投入方面的考虑可以适当的将铁塔高度降低,在山区地区不能采用单避雷线的方式,因为会使保护角增大,对于某些高雷击地区的跳闸事故不能有效的控制。
单避雷线的线路,因为控制绕击难度较大,那么可以再铁塔两侧侧向的和横向的避雷针,避雷针的长度大概在3m左右,这样的装设能够有效的减少线路绕击,其特点是投资小,容易操作,让绕击效果明显等。当然若前面采用的是双避雷线,最好是在侧面也是用避雷针,将预防线路绕击的效果达到更好。
4、降低接地电阻
杆塔接地电阻进行降低,不但能提高线路耐雷击的水平,而且可以减少线路反击率。
四、结语
10kV配电线路和35kV配电线路差异明显,所以在防雷击的措施上也有差异,10kV的线路相对来说高度较低,所以一般不会遭受到直雷击,但是缺点是线路绝缘性能非常差,对于直雷击的过电压抵抗能力非常弱,因此对于10kV配电线的防雷措施主要集中在感应累计电压的防护上,主要的措施就是安装防弧金具、安装耦合地线和安装线路避雷器等。35kV的线路相对较高,所以容易造成直击雷的发生,从而引起线路跳闸,因此在对于35kV配电线路防护上直击雷和感应雷击过电压都要考虑,所以在防护措施上可以同样安装防弧金具、安装耦合地线、安装线路避雷器,除此之外还可以使用5片绝缘子进行串联让总雷击电压耐受力达到500kV,从而降低跳闸事故的发生,与此同时,对于35kV的配电线路防直击雷的措施可以采用架设侧向避雷针、降低接地电阻、避雷线等。
参考文献:
[1]李亚红.10kV~35kV配电架空线路防雷研究与防雷设计[J].科技传播,2012,5(21).
[2]陈小军.农村10kV配电变压器防雷保护对策分析[J].中国科技博览,2011,8(31).