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針對配網線路防雷策略的分析

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摘要:配電網在執行過程中很容易受外界因素影響,尤其是雷電災害,會在很大程度上降低電網執行安全性與穩定性,影響供電效果。針對雷電災害問題,一直都是配電網設計建設研究的要點,需要採取有效的防雷措施進行保護,最大程度上降低雷電影響,提高電網執行安全性。本文對配電線路防雷技術的應用進行了簡要分析。

針對配網線路防雷策略的分析

關鍵詞:配電網;防雷技術;雷電災害

配電線路建設環境多變,並且網絡結構複雜性高,線路執行與維護均存在較大難度,在執行過程中很容易受到雷電災害影響,出現接地短路與跳閘等事故,降低電網供電穩定性。針對雷電災害問題,必須要進行防雷策略研究,選擇合適的防雷技術進行處理,對現有防雷系統進行完善。

一、配電網防雷技術分析

防雷技術在配電網中的應用,對降低雷電災害對供電網的影響具有重要意義,可以保證電網供電的正常執行。防雷技術即利用金屬桿接地系統,採取間接處理的方式將局部雷電匯入到大地中,並確保其可以均勻的分佈出去,來避免過大雷電流對配電網的'影響。在對配地網防雷策略進行研究時,必須要保障全面掌握防雷技術應用原理,對防雷技術所在地理與氣候環境進行分析,結合地形地勢特點來制定防雷方案,最小程度上行避免因爲地理因素造成的雷電影響。例如山區配電網線路建設,受地形地勢因素形成的氣候小環境很容易出現雷電災害,因此在設計防雷方案時,除了要保證線路杆塔高度低於平原地區外,還需要避開林木去,提高各項防雷技術應用的綜合效果,降低配電網雷擊率[1]。

二、配電網防雷策略分析

2.1 線路防雷技術

(1)防雷改造。基於防雷技術的應用,實施線路防雷綜合改造,尤其是雷電率較高地區的線路。在進行防雷改在前,需要保證待改造線路已經連續積累3~5年雷擊跳閘數據,並要進行現場調查分析來確定造成線路跳閘高的主要原因[2]。而對於已經改造後的線路,還需要做好跟蹤分析,對1~5年內執行數據進行研究,確定改造效果是否明顯。

(2)防雷設計。很多城市正處於發展中階段,想要保證線路走廊選擇的合理性具有一定難度。一般對於新建線路來說常處於山地或者空曠地帶,很容易遭受雷擊影響,爲提高防雷效果,需要提高防雷設計標準。對於部分配電線路防雷設計後,透過繼電保護與重合閘,在線路故障後能夠及時切除故障確保送電正常,以免長時間大面積停電。

2.2 斷線保護技術

配電線路建設中大多選擇用架空絕緣導線,具有較高的絕緣水水平,這樣在等進行防雷研究時,就需要重點針對絕緣斷線事故進行分析。雷電災害發生後過電壓會產生閃絡,具有非常大的雷電流,但是一般持續時間不長,會對架空絕緣導線產生擊穿點。但是出現閃絡後,會沿着雷擊通道引起工頻續流,電弧熱量短時間內急劇增加,高溫弧根停留在絕緣層擊穿點進行放電,當該點溫度超過一定限度後就會造成導線被熔斷而出現斷線事故。針對此種情況,在進行防雷設計時,可將設定防弧金具,如防弧線夾高壓放電電極能夠在導線熔斷前對絕緣子鋼腳進行放電,來避免導線斷線。並且防弧線夾與絕緣子鋼腳空氣間隙可以有效避免工頻電弧續流,以免在雷擊發生時部分瞬時故障轉變爲永久性故障,來提高重合閘成功率。

三、防雷過電技術

3.1 避雷線

對配電網線路設定接地單避雷線,受避雷線保護,可以降低雷擊產生的過電壓,降低對線路造成損害。對於室外空曠地帶同杆架設避雷線對配電架空絕緣線路來進行屏蔽保護,導線上感應電壓可以降低(1-k)倍。其中,k表示避雷線與導線間耦合係數*衝擊係數。其中,在選擇用安裝避雷線來進行防雷時,需要重點控制好避雷線與對邊導線保護角大小,一般66kV以下架空線路地線保護角度應控制在20~30°,而對於山區環境,單根底線杆塔應選擇設計爲25°[3]。另外,對於雷害嚴重的地區,設計時可以設定爲零度或者負保護角,同時也可以根據實際情況來增設其他防雷裝置,來提高防雷保護效果。

3.2 避雷器

爲避免雷擊塔頂與避雷線絕緣發生閃絡,防雷設計時可以適當的降低接地電阻,並就杆塔增設線路避雷器。配電網建設經常會經過部分地域,因爲地形地勢等環境很容易發生雷電災害,在防雷設計時,除了度接地裝置進行改裝,以及合理控制地線保護角以外,還可以設定線路避雷器,降低線路雷擊跳閘率。其中,在對配電網安裝線路避雷器時,需要對當地環境進行綜合分析,選擇多雷地區發電廠、變電站進線端以及接地電阻較大杆塔爲對象。對於山區環境,應選擇線路杆塔接地電阻過大,以及容易發生閃絡,同時改裝接地電阻困的杆塔爲對象,提高防雷保護技術實施的經濟性。對配電網安裝線路避雷器,可以有效提高線路耐雷性能,降低雷擊影響產生的跳閘故障發生率,尤其是對於防治易擊段杆塔線路絕緣子雷擊閃絡作用十分明顯。將避雷器安裝在配電網線路中,來對絕緣子進行有效保護,同時可以避免雷電侵入進入到變電站,以免線路開關受到多重雷擊影響。

3.3 工頻電場

在配電網導線發生雷電衝擊閃絡時,應儘量降低因爲雷電衝擊閃絡影響轉變爲穩定電力電弧的機率,來達到降低雷擊跳閘次數的目的,必須要降低線路上工頻電場強度。配電網一般爲架空線路建設方式,在單相接地故障電容電流10kV不超過20A時,應選擇用不接地設計方式。

四、結束語

配電網執行穩定性與可靠性在很大程度上影響社會生產生活質量,就配電網執行效果來看,在所有影響因素中以雷電災害最爲主要,因此必須要做好防雷保護研究。基於現有技術,對配電網防雷技術進行分析,以提高配電網執行安全性爲目的,根據不同情況來選擇相應保護措施,避免過大雷電流對線路造成的損害,提高線路執行安全性。

參考文獻:

[1]彭海濤.山區10kV配網架空線路差異化防雷策略研究[D].華南理工大學,2011.

[2]張博.探討10kV配網線路防雷技術措施[J].企業技術開發,2012(23):130-131.

[3]胡建川,劉渝根,冷迪,田資,成文傑.南川地區10kV配網線路防雷分析[J].高壓電器,2013(03):53-58.