配电线路雷击分析与防治

马新勇(国网山东省电力公司淄博供电公司,山东淄博 255000)



配电线路雷击分析与防治

马新勇
(国网山东省电力公司淄博供电公司,山东淄博 255000)

【摘 要】根据架空配电线路在实际操作中存在的雷害状况和典型案例,对当前架空配电线路防雷状况及相应的不足进行深度剖析,得出配电线路在防雷方法、绝缘能力、绝缘配合方面存在很多缺陷的结论。针对以上问题,提出了相应的防雷方法:完善中性点接地方式、提高架空配电线路绝缘能力、去掉不合理的防雷装置、配置可调节的过电压保护间隙、维修对架空线路、在某些地点配置避雷针等,从而促进架空配电线路供电的可依赖性和防雷能力。

【关键词】防雷方法 绝缘配合 配电线路 雷击

实际操作经验显示,电力体制中所有雷害事故中有60%一70 %是配电网的雷害事故,对供电安全性造成了威胁。架空配电线路杆塔收树木和建筑物的屏蔽作用,且自身高度不高,线路被雷击中的几率很小,但避雷线对中、低压配电网的架空线路为给予保护,故其绝缘效果差,很容易受雷击,发生跳闸,产生相应的损害事故;另一方面。绝缘性能较差的架空配电线路对400一500kV幅值的感应雷过电压较为敏感。所以,对架空配电线路实施合理的防雷方法,保障配电网正常安全的运行时十分必要的。

1 对架空配电线路防雷存在的漏洞进行解析

1.1 雷击架空绝缘导线出现断线

在配电线路中架空绝缘导线的应用较多,绝缘导线因雷电过电压出现短线的情况时有发生。例如,2010年7月河南漂河市某10 kV配电网受到雷击,绝缘导线出现大范围断线的问题。

架空绝缘导线雷击断线的本质是力过程和热过程短时间的综合作用。雷电过电压闪络时,在雷电击穿的作用下生成短路通道,在电网工频电压条件下穿过工频续流,增加电弧能量。绝缘层上的击穿点将高温弧根灼烧,部分地区过热,使绝缘导线出现断裂。

1.2 被雷击中的架空配电线路有较高的跳闸率

(1)绝缘能力较差的架空配电线路容易跳闸。感应过电压为影响配电网的雷电过电压,其幅值的分散性较大,线路的雷击闪络几率降低的一个有效方法是增强架空配电线路的绝缘能力。配电线路中的绝缘子对架空配电线路的绝缘能力有所影响,绝缘子50%冲击放电电压能力离不开绝缘子闪络。所以,为减少雷击的跳闸可能性,使绝缘子闪络降低到最低水平应改进线路的绝缘能力。

(2)对架空配电线路很少维护是引起雷击跳闸几率增加的主要原因。由于配电线路未管理监控处于运行模式的绝缘子,线路老化且投运时间长,很多的零值和低值绝缘子出现在线路中;与此同时,大气中很多污秽,如扬沙、灰尘均使绝缘子出现污垢,绝缘能力下降。配电线路绝缘能力下降很大程度上均受绝缘缺陷的影响,在雷电过电压的情况下发生线路雷击闪络的几率增加。

1.3 绝缘装置和配电线路搭配不合理引起事故

雷击使变电站的隔离开关、主变压器、穿墙套管和断路装置出现不同程度的破坏,故很多变电站、发电厂的雷害事故均由此产生。据研究发现,变电场、发电厂中90%的雷害事故均是由雷电侵入波入侵线路所引起,在雷电侵入波中配电线路引起的事故占主要部分。

山区雷电频发,为减少架空配电线路雷击的跳闸几率,经常利用改进架空配电线路的绝缘能力来减少架空配电线路的雷击闪络可能性。可是在架空配电线路的绝缘能力增加的情况下,线路上不能有效的释放雷电波,雷电波会沿线路入侵变电站,引起配电装置和主设备的雷害事故。

2 架空配电线路主要防雷方法

2.1 减少雷击闪络的可能性,增强配电线路绝缘能力

增强部分线路的绝缘能力,减少线路费用,可利用架空绝缘导线促进部分线路绝缘的方法,这种方法对加强线路的冲击放电电压十分有效,避免架空绝缘导线受雷击出现断裂。

2.2 改进中性点接地方式促使配电线路建弧率降低

消弧线圈接地是架空配电线路最宜使用的运行模式。配电网单相接地电流会熄灭接地电弧,而这种运行模式可以较好的弥补这种现象,促使电弧故障建弧率减少;与此同时,可以可在一定程度上增强配电线路供电的可依赖性,减少铁磁谐振过电压。而此种接地模式有一定的要求,即要仔细计算分析变电站分段运行模式的基础上,自动跟踪补偿消弧配置,尤其是要对自动消弧设备安装点的电网电容电流的最小最大值有正确的认知,使其不超过自动跟踪补偿消弧配置的补偿范围。

2.3 在一些特定的地方进行避雷器的安装保护

避雷针安装在配电线路雷害常发的地方并对其进行保护,如:配电线路分支处、杆塔和T接点处,能在一定程度上降低雷害过电压引起的配电线路损害的问题。避雷器应选择具有免维护和防爆脱离功能的无间隙金属氧化锌材质。安装避雷针起到保护线路的同时,还应关注避雷器的接地问题。一方面是避免避雷器接地电阻过高的现象;另一方面是接地引下线的故障。接地引下线的规格在各个地区未形成统一,引起接地引下线出现极大程度的腐蚀,严重的话会断裂。接地不良的避雷针基本上无法起到避雷的效果。

2.4 拆掉不正规的防雷保护装置

避雷针和消雷器应安装在35kV以上的电压等级线路上。因为低于此电压等级线路上的避雷针和消雷器不仅不会起到防雷的功效,反而会促发雷的发生,引起雷电事故。尤其是位于变电场和发电厂的进线段上很容易被雷击,当雷电波不减少的情况下,强雷电波侵入变电场和发电站,并对其装置造成损坏。所以,避雷针和消雷器的安装应在35kV以上的电压等级线路上,尤其是位于进线段处的避雷针和消雷器。与此用时,避雷线应避免安装在20kV及以下电压等级的线路上。

3 结语

本文深入分析了配电线路绝缘能力较差、配电线路的防雷方法不合理引起的事故、绝缘导线受雷电过电压影响出现断裂的现象、变电站主装置与配电线路绝缘搭配不合理、维护较少引起的雷击跳闸几率增加,以及架空配电线路上同塔多回与同塔双回引起的问题,并由此提出防雷方法,创造新兴防雷产品。这些防雷产品和方法可以促进架空配电线路的安全运行。

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