关于10Kv配电网防雷技术研究

2022-09-10

基于10 k V配电网系统大部分线路及设备都露天设置安装, 在配电网系统运行中时常会遭受雷击。严重影响了配电网供电的可靠性和安全性。为了能确保10 k V配电网能够安全稳定运行, 满足人们正常生产生活需求, 必须要加强对配电网防雷技术研究, 降低或者消除雷击病害, 全面提升10 k V配电网运行的可靠性及稳定性, 这是当今电力企业亟待解决的重点课题。

一、雷击对电力设备造成的危害

据有关数据显示, 我国10k V配电网每年遭雷击造成的经济损失高达几亿元。配电网在雷击作用下, 轻者会导致局部地区停电, 影响人们的生产生活的用电需求。严重者会导致大范围的配电网系统瘫痪, 给社会经济带来严重的冲击。雷击会造成电力设备不同程度的损坏, 如输电线断线、接地装置破坏等, 并且10k V配电网维修难度大, 技术要求高, 很难在短时间内使配电网恢复正常运行。由此我们可以得知雷击对10 k V配电网运行安全性有着极大的威胁。

二、10 k V配电网雷击事故原因分析

根据笔者查阅相关的文献资料及电力工程实践经验, 现将10 k V配电网雷击事故发生的原因归纳总结如下: (1) 受区域气候条件影响, 该地区常年雷暴次数多, Td值偏高; (2) 10 k V配电网的避雷器安装未按相关规范要求正确安装或者安装数量不够, 难以全面保护配电网。未严格选用功能性稳定的避雷器, 使得雷击发生时难以抵御雷击灾害。 (3) 10 k V配电网中的绝缘子存在质量问题, 技术参数达不到防雷击的要求; (4) 10 k V配电网的接地装置未严格按照规范要求装设, 且未采取必须的维护保养措施, 接地装置连接处出现锈蚀严重现象, 雷击灾害发生时不能将雷电流有效地导入到地下。 (5) 10 k V配电网线线路的防雷装置安装数量不够, 尤其是在雷击频发线路段未加设防雷装置, 直击雷和感应雷容易在这些线路段入侵, 对线路造成危害。 (6) 10k V配电网线运行缺乏相应的维护保养措施。对于配电网线路连接位、绝缘子以及避雷器等位置未定期或者不定期地进行检查及保养, 使得这些部位的连接性及绝缘性降低, 一旦遇到雷暴天气, 会造成避雷器出现短路烧毁事故。

三、10 k V配电网防雷技术及改进对策

1.10 k V配电设备防雷

(1) 变电所防雷

在10 k V变电所构架上安装避雷针或者避雷器, 也可将两种装置全部安装在变电所架构上, 可有效防止直击雷灾害;在变电所进、出线以及变电所的母线上安装避雷装置, 如避雷器。可有效防止雷电入侵波损害线路;为了避免变电所的进线不出现绕击或反击, 必须在进线段加装防雷装置;另外, 为了防止变电所内设备遭受入侵波, 应对变电所内的所有重要设备安装避雷器;需要指出的是避雷器和设备的连接方式按照并联的方式连接, 之所以按照并联方式连接是因为变电所设备受到过电压时, 避雷器通过动作限压将雷电电流导入地下, 避免设备在强电流作用下损坏。

(2) 配电变压器防雷

对配电变压器配装设避雷器是主要的防雷技术措施。我国《电力设备过电压保护设计技术规程》明文规定, 配电变压器的高压侧必须要安装避雷器。从电力行业工程实践证明, 仅仅在配电变压器高压侧装设避雷器还无法避免正反变化过电压的危害, 所以, 为了提高配电变压器的防雷能力, 笔者建议在配电变压器的高压侧和低压侧都需安装避雷器。在安装避雷器时, 应尽量将避雷器安装在变压器附近, 并且变压器外壳, 变压器低压侧中性点必须连接在一起接地。

(3) 线路开关设备防雷

对10 k V线路开关设备加设避雷器, 保证避雷器放电电压不能高于线路开关设备绝缘冲击电压, 同时为了保证避雷器自身不受雷击的破坏维持系统正常运行, 要求避雷器具有自动切断工频续流的功能。在10k V线路的负荷开关及断路器上加装避雷器。对于那些容易出现断路的断路器、隔离开关及负荷开关, 应在带点侧安装避雷器, 并且所有的线路开关设备应接地。

2.10 k V配电线路防雷

(1) 避雷线保护

目前, 在10 k V配电网中架设避雷线在一定程度上能够起到限制感应过电压的作用, 但是基于10 k V配电网线路的绝缘性差, 容易遭受直击雷的反击, 造成断线事故, 并且架设避雷线施工难度大, 投资成本高。同时, 我国《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中规定, 凡是不高于35 k V的线路, 不需配电网全线架设避雷线。只需在雷电频发的线路段架设避雷线。所以从经济性及功能性方面考虑, 电力企业应根据10 k V配电网沿线雷击发生的频率合理架设避雷线。并采取必要的措施改善杆塔接地电阻。

(2) 线路避雷器

为了能够有效避免10 k V架空线路雷击灾害的发生, 应在架空线上架设线路型避雷器。目前, 比较常用的避雷器是带有一定间隙的复合外套的交流无间隙金属氧化物避雷器。这类避雷器应用在工程实践中对降低线路雷击线路断线率和跳闸率效果显著。值得提出的是, 对于中心点不同的接地应采用合适的避雷器。基于中性点接地系统对设备绝缘性要求不是很高, 且雷击产生外部过电压低, 避雷器需要具有在较低过电压下能够长时间稳定运行的能力。

(3) 绝缘线路“疏导式”防雷技术

绝缘线路疏导式防雷是为了避免绝缘导线雷击断线。为了能够防止绝缘线路遭受雷击造成断线事故, 笔者建议在架设配电网绝缘线路时应选用带有防弧金具、防雷金具的绝缘导线。此外, 绝缘线路疏导式防雷保护措施能够确保线路遭受雷击时能够自动跳闸切断电源, 所以应合理确定线路间的距离, 达到线路遭受雷击时候间隙能够击穿, 疏导电弧, 避免导线在强电弧作用下烧坏。从而提高绝缘线路的运行安全可靠性。

摘要：本文首先介绍了雷击对10 kV配电网电力设备造成的危害, 并深入地分析了配电网雷击事故产生的原因, 提出了对10kV配电网线路及设备防雷的技术措施。供有关的电力企业参考借鉴。

关键词：10 kV配电网,防雷技术,改进措施