论文部分内容阅读
摘 要：10kV配电线路频繁遭受雷击事故，无论是对于配电网安全还是供电可靠性上都会产生不利影响、因此，结合雷击产生的情况，研究10kV配电线路的防雷保护措施能够有效地解决目前存在的事故问题，针对性地提出切实有效的保护方案。本文也将通过防雷问题的研究来进行具体的措施安排。
关键词：10kV；配电线路；防雷措施
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）30-0176-01
引 言
社会发展趋势下，对于电能的需求量显著提高，尤其是對于供电可靠性的要求。配电网的作用在于为用户分配电能，但受到直击雷与感应雷的影响，不仅频繁出现跳闸现象，变压器与避雷器的损坏问题也时有产生。针对配电网的防护现状进行防雷措施改造的技术研究，具有显著的现实意义。
1 10kV配电线路防雷分析
1.1 感应雷影响
由于配电线路受到雷电过电压的影响主要分为直击雷与感应雷，配电网在绝缘水平较低的情况下，无法配置耦合地线、避雷器等设备，线路遭受直击雷时也无法起到防护作用，过电压产生的破坏性非常显著。而感应雷的电压幅值与多种因素有关，且雷闪击可以在较大的范围内触发感应雷的过电压现象，增加雷击的影响范围，从而出现击穿、闪络等安全事故。
1.2 绝缘水平
线路使用周期过长，在缺乏必要的维护措施前提下必然导致线路中出现大量劣质绝缘子，由于电热老化所导致。另一方面，在配电设备外的绝缘会受到自然环境影响，加大了表面的导电性能，很有可能出现泄漏电流。在某些电流密度较大的区段，其承受的电压较大，当线路遭受雷击时，绝缘子上的电压也会导致绝缘子闪络现象的产生。
1.3 中性点运行方式
通常情况下，中性点不接地系统的接线简单，当系统出现单相接地时，也可以让电压保持平衡，继续供电一段时间。但如果雷电过电压产生不利影响，会产生弧光接地过电压，当恢复电压超过其强度时必然导致再次对地击穿。击穿后工频续流较大，电弧游离也会影响到其它回路，从而导致多回线路同时出现跳闸，供电可靠性显著降低[1]。
1.4 设备防雷问题
配电网的快速发展下，为了保障电网运行时的安全，线路分段开关与联络开关保障了电网运行的稳定性，但由于柱上开关等防雷保护措施的缺陷，一旦出现雷击故障，必然导致柱上开关、避雷器等设备的损坏。按照相关要求，配电变压器容量在100kVA以上，接地电阻应该保持在4Ω以下，接地电阻为10Ω以下，否则判定为接地电阻不合格，出现接地电阻超标情况，对于安全问题的影响程度较为显著。另外，某些设备，例如配电变压器在低压侧缺乏防雷保护措施，在雷电活动频繁的时间段，由于过电压产生设备损坏的可能性也相对较高。为了满足电网运行的需求，也需要针对设备防雷问题展开研究。
2 10kV配电线路防雷措施研究
2.1 线路绝缘水平的提升
感应雷过电压的幅值小于直击雷过电压幅值，但幅值具有较大的变化范围，这也与放电形式有着直接联系。目前配电网已经大规模使用架空绝缘线路，但是对于防雷来说无法起到关键作用，因此，为了提升配电线路的绝缘水平，就需要提升线路的耐雷水平。对于雷击闪络的计算要从两个角度来进行：①感应过电压的计算；②绝缘子闪络的判断依据。针对雷击产生的不良影响，可以将裸导线更换成为绝缘导线，并且在绝缘子与导线中间增加绝缘皮，或是更换绝缘子型号，可以降低感应雷过电压导致线路闪络情况的概率，提升供电的可靠性。当然，局部绝缘水平也应该落实到位，例如在绝缘导线固定区域加厚绝缘，让放电只能从边缘区域或是击穿绝缘皮导线，缓解冲击放电电压。具体来看，如果线路的雷电放电在保护间隙之间产生，就可以预防绝缘导线被击穿，彻底解决类似产生的断线问题。
2.2 降低杆塔接地电阻
一般情况下，在杆塔接地区域允许的情况之下应该选择水平放射接地体，不仅可以降低工频接地电阻还能有效地降低冲击接地电阻。无论是哪种类型的接地体，在增大尺寸的前提下均会降低线路杆塔接地装置的接地电阻。而经过实验结果表明，如果在水平接地体周围增加膨润土降阻防腐剂，也能起到明显的接地电阻降低效果。如果需要避开地表高点组成，则可以将接地极埋在地下水位较高或是地下水丰富的区域，这一区域的电阻率相对较小。但如果杆塔附近有金属物质或矿体存在，那么需要考虑将接地体插入矿土当中，保障线路的安全运行，妥善解决因雷击而产生的线路断线问题。
2.3 避雷器与绝缘子安装
由于10kV配电线路的距离相对较长，一旦出现绝缘子串闪络烧毁情况必然导致短线事故。配电线路相比于输电线路，在防雷方面更加简便，在避雷器的安装方面，可以选择在雷击事故的多发区域杆塔位置安装，并在配电线路分支处杆塔继续安装。如果架空绝缘线路与电缆线路转换处有明确要求，也需要安装避雷器。另一方面，按照配电线路的相关规程规定，配电网可以带单相接地故障后继续运行1～2h，但是当线路故障并不是恢复性故障时，则可能有相间短路的情况产生，无法降低线路建弧率，在实际的配电线路中还需要结合不同的线路形式合理地选择线圈[2]。在绝缘子安装方面，应该从防雷保护间隙的设计角度来进行。当雷击产生时，保护间隙应该优先与绝缘子串进行放电，从而保护线路不会被烧毁。因而，间隙的引弧作用可以将电弧引导至绝缘子旁边，防止烧毁，同时雷电过电压造成的击穿放电可以转向保护间隙，避免雷电过电压在绝缘导线的绝缘层击穿，彻底解决雷击断线与设备损坏问题。
3 结 语
从当前配电线路的防雷问题来看，当遭受雷击过电压时，产生绝缘子闪络与架空绝缘导线事故的可能性较高，因此配电网的绝缘水平直接影响到其耐雷水平。因此本文也分析了线路绝缘水平提升、中性点运行方式调整与避雷器、绝缘子的安装三种防雷措施，旨在提升整体的线路性能，降低绝缘导线雷击短线事故问题的产生。
参考文献
[1]廖水川.探析山区10kV架空配电线路防雷技术的应用[J].中国新技术新产品，2015（11）：187.
[2]罗大强，许志荣，唐 军，等.根据历史跳闸记录对10kV配电线路防雷现状和问题的分析[J].电瓷避雷器，2012（2）：40～45.
收稿日期：2018-9-18
关键词：10kV；配电线路；防雷措施
中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）30-0176-01
引 言
社会发展趋势下，对于电能的需求量显著提高，尤其是對于供电可靠性的要求。配电网的作用在于为用户分配电能，但受到直击雷与感应雷的影响，不仅频繁出现跳闸现象，变压器与避雷器的损坏问题也时有产生。针对配电网的防护现状进行防雷措施改造的技术研究，具有显著的现实意义。
1 10kV配电线路防雷分析
1.1 感应雷影响
由于配电线路受到雷电过电压的影响主要分为直击雷与感应雷，配电网在绝缘水平较低的情况下，无法配置耦合地线、避雷器等设备，线路遭受直击雷时也无法起到防护作用，过电压产生的破坏性非常显著。而感应雷的电压幅值与多种因素有关，且雷闪击可以在较大的范围内触发感应雷的过电压现象，增加雷击的影响范围，从而出现击穿、闪络等安全事故。
1.2 绝缘水平
线路使用周期过长，在缺乏必要的维护措施前提下必然导致线路中出现大量劣质绝缘子，由于电热老化所导致。另一方面，在配电设备外的绝缘会受到自然环境影响，加大了表面的导电性能，很有可能出现泄漏电流。在某些电流密度较大的区段，其承受的电压较大，当线路遭受雷击时，绝缘子上的电压也会导致绝缘子闪络现象的产生。
1.3 中性点运行方式
通常情况下，中性点不接地系统的接线简单，当系统出现单相接地时，也可以让电压保持平衡，继续供电一段时间。但如果雷电过电压产生不利影响，会产生弧光接地过电压，当恢复电压超过其强度时必然导致再次对地击穿。击穿后工频续流较大，电弧游离也会影响到其它回路，从而导致多回线路同时出现跳闸，供电可靠性显著降低[1]。
1.4 设备防雷问题
配电网的快速发展下，为了保障电网运行时的安全，线路分段开关与联络开关保障了电网运行的稳定性，但由于柱上开关等防雷保护措施的缺陷，一旦出现雷击故障，必然导致柱上开关、避雷器等设备的损坏。按照相关要求，配电变压器容量在100kVA以上，接地电阻应该保持在4Ω以下，接地电阻为10Ω以下，否则判定为接地电阻不合格，出现接地电阻超标情况，对于安全问题的影响程度较为显著。另外，某些设备，例如配电变压器在低压侧缺乏防雷保护措施，在雷电活动频繁的时间段，由于过电压产生设备损坏的可能性也相对较高。为了满足电网运行的需求，也需要针对设备防雷问题展开研究。
2 10kV配电线路防雷措施研究
2.1 线路绝缘水平的提升
感应雷过电压的幅值小于直击雷过电压幅值，但幅值具有较大的变化范围，这也与放电形式有着直接联系。目前配电网已经大规模使用架空绝缘线路，但是对于防雷来说无法起到关键作用，因此，为了提升配电线路的绝缘水平，就需要提升线路的耐雷水平。对于雷击闪络的计算要从两个角度来进行：①感应过电压的计算；②绝缘子闪络的判断依据。针对雷击产生的不良影响，可以将裸导线更换成为绝缘导线，并且在绝缘子与导线中间增加绝缘皮，或是更换绝缘子型号，可以降低感应雷过电压导致线路闪络情况的概率，提升供电的可靠性。当然，局部绝缘水平也应该落实到位，例如在绝缘导线固定区域加厚绝缘，让放电只能从边缘区域或是击穿绝缘皮导线，缓解冲击放电电压。具体来看，如果线路的雷电放电在保护间隙之间产生，就可以预防绝缘导线被击穿，彻底解决类似产生的断线问题。
2.2 降低杆塔接地电阻
一般情况下，在杆塔接地区域允许的情况之下应该选择水平放射接地体，不仅可以降低工频接地电阻还能有效地降低冲击接地电阻。无论是哪种类型的接地体，在增大尺寸的前提下均会降低线路杆塔接地装置的接地电阻。而经过实验结果表明，如果在水平接地体周围增加膨润土降阻防腐剂，也能起到明显的接地电阻降低效果。如果需要避开地表高点组成，则可以将接地极埋在地下水位较高或是地下水丰富的区域，这一区域的电阻率相对较小。但如果杆塔附近有金属物质或矿体存在，那么需要考虑将接地体插入矿土当中，保障线路的安全运行，妥善解决因雷击而产生的线路断线问题。
2.3 避雷器与绝缘子安装
由于10kV配电线路的距离相对较长，一旦出现绝缘子串闪络烧毁情况必然导致短线事故。配电线路相比于输电线路，在防雷方面更加简便，在避雷器的安装方面，可以选择在雷击事故的多发区域杆塔位置安装，并在配电线路分支处杆塔继续安装。如果架空绝缘线路与电缆线路转换处有明确要求，也需要安装避雷器。另一方面，按照配电线路的相关规程规定，配电网可以带单相接地故障后继续运行1～2h，但是当线路故障并不是恢复性故障时，则可能有相间短路的情况产生，无法降低线路建弧率，在实际的配电线路中还需要结合不同的线路形式合理地选择线圈[2]。在绝缘子安装方面，应该从防雷保护间隙的设计角度来进行。当雷击产生时，保护间隙应该优先与绝缘子串进行放电，从而保护线路不会被烧毁。因而，间隙的引弧作用可以将电弧引导至绝缘子旁边，防止烧毁，同时雷电过电压造成的击穿放电可以转向保护间隙，避免雷电过电压在绝缘导线的绝缘层击穿，彻底解决雷击断线与设备损坏问题。
3 结 语
从当前配电线路的防雷问题来看，当遭受雷击过电压时，产生绝缘子闪络与架空绝缘导线事故的可能性较高，因此配电网的绝缘水平直接影响到其耐雷水平。因此本文也分析了线路绝缘水平提升、中性点运行方式调整与避雷器、绝缘子的安装三种防雷措施，旨在提升整体的线路性能，降低绝缘导线雷击短线事故问题的产生。
参考文献
[1]廖水川.探析山区10kV架空配电线路防雷技术的应用[J].中国新技术新产品，2015（11）：187.
[2]罗大强，许志荣，唐 军，等.根据历史跳闸记录对10kV配电线路防雷现状和问题的分析[J].电瓷避雷器，2012（2）：40～45.
收稿日期：2018-9-18