10kV架空裸导线雷击断线机理及对策
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10KV配电线路雷击事故分析及防雷对策一、事故分析10KV配电线路是城市和乡村供电的重要组成部分。
在雷电天气中,由于线路遭到雷击可能会导致线路短路、设备损坏,进而引发停电和安全事故。
对于10KV配电线路的雷击事故分析以及防雷措施显得尤为重要。
1.1 雷击事故原因分析10KV配电线路遭到雷击主要是因为雷电天气中,大气层中云与地面或物体之间会发生静电荷分离,在这种情况下产生静电场、电位差和大气放电现象,从而形成闪电。
当闪电击中10KV配电线路时,会造成线路短路、设备损坏,进而影响到供电安全。
1.2 雷击事故后果分析一旦10KV配电线路遭受雷击,可能会引发以下后果:1) 线路短路。
雷击会导致线路短路,影响供电正常运行。
2) 设备损坏。
雷击会损坏线路上的设备,提高运维成本。
3) 供电中断。
雷击事故可能导致配电线路供电中断,给用户带来不便。
4) 安全事故。
雷击引发的火灾、爆炸等安全事故可能造成人员伤亡和财产损失。
二、防雷对策为了避免10KV配电线路遭受雷击,减少雷击事故带来的不良影响,需要采取有效的防雷措施。
2.1 安装避雷设备在10KV配电线路上安装避雷设备是一种常见的防雷措施。
避雷设备能够吸收、分散和释放雷击能量,减少雷击对线路和设备的影响。
一般来说,主要包括避雷针、避雷带、避雷网等设备,通过这些设备将雷电引到地面,减少对线路的影响。
2.2 地面接地保护地面接地是防止雷击损害的重要措施。
良好的接地能够将雷电引到地面,减少雷电对设备和线路的影响。
对10KV配电线路进行定期的接地检查和维护显得尤为重要。
2.3 配电线路绝缘保护绝缘保护是为了防止雷击对设备和线路产生影响的重要手段。
通过对线路绝缘进行加强和保养,可以减少雷击对设备和线路的损害。
2.4 定期检查维护定期检查维护是保证10KV配电线路安全运行的保障。
通过对线路设备的定期检查和维护,能够及时发现潜在的雷击风险并进行相应的处理,减少雷击事故的发生。
2.5 安全管理及培训加强安全管理和员工培训是预防雷击事故的重要措施。
10kV架空绝缘导线雷击断线故障发布时间:2022-01-04T07:30:43.044Z 来源:《新型城镇化》2021年23期作者:包文辉[导读] 为了减少树木、鸟类、积雪、污闪等外部原因引起的架空配电线路故障,提高供电可靠性。
国内从上个世纪九十年代,逐渐采用架空绝缘导线。
广东电网有限责任公司韶关翁源供电局广东韶关 512600摘要:为了减少树木、鸟类、积雪、污闪等外部原因引起的架空配电线路故障,提高供电可靠性。
国内从上个世纪九十年代,逐渐采用架空绝缘导线。
不少地区配电线路绝缘化率达到80%以上,且每年均以3%~5%的速度增加,近几年随着绝缘导线的大量使用,雷击断线故障在不少地区相继多次发生。
严重影响了配网线路的安全运行,对配电运行人员和居民、行人的人身安全造成极大威胁。
关键词:10kV;架空绝缘导线;雷击断线防范;技术措施一、空绝缘导线雷击断线的原因架空绝缘导线雷击断线一般易发生在线路分支较少、地势较开阔、接地装置存在缺陷的区段。
架空绝缘导线与裸导线相比,其受到雷电过电压袭击的概率是相同的。
雷击绝缘导线和雷击裸导线时的电弧发展过程明显不同:(1)当雷击过电压作用于裸导线引起绝缘子闪络时,接续的工频短路电流电弧在电磁力的作用下沿导线向着背离电源的方向快速移动,电弧的弧根固定在导线上运动,弧腹在随同弧根向前运动的同时,受热应力的作用不断向空中漂浮,根据电弧的温度分布特性,弧根的温度最高,对导体的烧损最严重,弧腹则温度较低,一般不会烧损导体。
因为在上述过程中,电弧的弧根是沿裸导线运动的,所以不会集中烧伤导线,引起导线断线的概率较小。
(2)当雷击过电压作用于绝缘导线时则不同,幅值足够高的雷电过电压将引起导线的绝缘层和绝缘子同时击穿和闪络,被击穿的导线绝缘层呈针孔状接续的工频短路电流电弧受周围绝缘子的阻凝,不能移动,弧根只能固定在针孔处燃烧,在断路器动作之前极短时间内导线就会被整齐的烧断,导线的断线位于离绝缘子轴线200ram左右的位置。
降低10kV架空线路雷击及预防措施一、引言10kV架空线路作为输电网络中重要的组成部分,其安全运行直接关系到电网的稳定性和功率输送的可靠性。
由于天气原因或线路设备老化等因素的影响,10kV架空线路雷击事故时有发生。
降低架空线路雷击的发生,提高10kV架空线路的可靠性与安全性,成为电力行业亟需解决的问题之一。
本文将就降低10kV架空线路雷击及预防措施进行探讨。
二、雷击原理雷击是指当云层中的带电粒子迅速移动,或云与地面之间产生很强的静电场,当达到一定电场强度时,就会产生电介质击穿放电现象。
此时将形成一股极强的电流,与地面或物体相接触,产生雷电现象。
10kV架空线路往往处于开阔的环境中,更容易受到雷击的影响。
架空线路通常使用的绝缘子或避雷线虽然能够在一定程度上减轻雷击对线路设备的影响,但并不能完全消除雷击所带来的危害,因此需要采取一系列的预防措施来降低雷击的发生。
三、降低雷击发生的预防措施1. 合理的线路布局和结构设计合理的线路布局和结构设计是预防雷击发生的首要环节。
应当根据当地的气象条件和地形环境,选择合适的线路走向和布设方式,避免将线路过度暴露在雷电环境之下。
在设计线路的时候,应当充分考虑到雷击的可能性,对线路的绝缘子、避雷线以及支架等进行合理的设计,提高线路的抗雷击能力。
2. 定期的设备检测和维护10kV架空线路的设备检测和维护是预防雷击的有效手段。
定期对线路的各个部件进行检查和维护,维护设备的良好状态,及时更换老化的绝缘子和避雷线,确保线路设备的完好,以减少雷击对线路的影响。
3. 安装避雷装置为10kV架空线路安装避雷装置是降低雷击发生的重要手段。
合理的避雷线和接地装置可以通过导引闪电的方式,将雷电引到地面,减少对线路设备的损害。
合理设置避雷线和接地装置的位置,可以有效减少雷灾对线路的危害。
4. 定期的雷电监测定期的雷电监测是预防雷击发生的重要手段。
通过对当地雷电发生频率和雷电密度的监测,可以提前预知雷电天气的到来,及时采取预防措施,降低雷击对线路的影响。
10Kv架空绝缘导线雷击断线的原因分析摘要:目前10KV架空配电线路上,为了提高供电可靠性和减少事故跳闸率,现在都已广泛地应用了绝缘导线。
可以说,配电网架空导线的绝缘化,已是一项成熟的技术。
关键词:架空绝缘导线;雷击断线;工频续流但是,架空绝缘导线在运行的过程中,也出现了一些新的问题。
其中,最为突出的问题,是在雷雨天气遭受雷击时,容易发生绝缘导线的断线事故。
据有关资料的统计,衡水供电公司在2014至2015年两年,在所属的供电区域内,10Kv架空线路的雷击断线事故与雷击跳闸事故约为93次,直接电量损失约为60万千瓦时,严重降低了供电可靠性,给社会带来了不良的效果。
以上一些统计资料表明:雷击断线事故,是应用绝缘导线中最突出的一个严重问题,这引起我们的广泛注意,并积极开展对等试验研究工作,并找到许多有效的防范措施。
一、架空绝缘导线的优点(1)绝缘性能好。
因为在架空绝缘导线的外侧具有一层绝缘层,导线的绝缘层不但可减小线路的相间距离,而且可以提高同杆塔架设线路的回数,还可以防止外物引起的相间短路。
(2)防腐蚀。
架空绝缘导线的绝缘层可保护导线免受自然环境中氧化和酸雨等的腐蚀,提高线路的使用周期。
(3)结构简化、利于城镇绿化。
可以简化线路杆塔结构,既可以节约线路材料,又美化了城市街道,架空绝缘导线有利于城市的绿化工作,减少线路下树木的修剪量。
(4)深入负荷中心。
便于高压线路深入负荷中心,减小供电半径,提高电压质量。
(5)缩小线路走廊、延长检修周期。
架空绝缘导线的线路相间距离减少,线路走廊缩小,便于架空线路在狭小通道内穿越;由于绝缘层的保护,提高了线路的安全可靠性,可减少维修工作量,延长检修周期,减少因检修而停电的时间。
二、绝缘导线雷击断线的原因分析10kV配电线路由于电压等级低,线路的耐雷水平有限,难以承受直接雷和感应雷的作用。
架空绝缘线遭受雷害事故明显比架空裸线多,雷害损害情况比较严重。
绝缘导线雷击后,当它超过导线绝缘层的耐压水平时,数千安培的工频续流电弧向负荷端移动直至保护动作,并在最薄弱点将导线的绝缘层击穿(通常在绝缘子两端30公分范围内)发生闪络时,虽然不会造成导线严重烧坏,但是会形成针孔大小的击穿点。
10kV配电架空绝缘导线的雷击断线问题及对策10kV配电线路系电力系统中公里数较长且与用户关联最为密切的电压等级线路。
由于众所周知的原因,10kV线路的绝缘水平普遍较低,不仅在雷直击导线和塔顶时会闪络引起跳闸,而且在雷电击中周边的树木或建筑时,因感应电压过高也会导致闪络。
目前我国大、中城市10kV配电线路采用绝缘导线作为架空配电线路的愈来愈多,有效地解决了裸导线难以解决的走廊和安全问题,与地下电缆相比具有投资省,建设快的优点,但也带来了一些新的技术问题,其中之一就是绝缘导线在运行中的雷击断线。
上海市区自80年代末开始使用绝缘导线以来,至目前10kV城网已基本绝缘化。
近期上海地区雷电活动频繁,已造成数十起配电线路雷击闪络事故,绝缘导线遭雷击断线事件也时有发生。
表一摘要了上海市区供电公司近三年雷击线路跳闸统计情况(图1为03年8月2日黄陂南路30#杆遭雷击断线一组实物照)。
因此,对绝缘线路固有的雷击断线问题决不能等闲视之,本文针对这一问题综合有关资料就雷击断线问题从原理上进行分析并提出一些经济有效的对策。
2.雷击断线原理2.1雷击断线的原因10kV配电线路在设计上“先天不足”的耐雷水平,难以承受直接雷和感应雷的作用。
当裸线遭受雷击发生闪络时,由于电动力关系,数千安培的工频续流电弧向负荷端移动直至保护动作,不会造成导线严重烧坏。
绝缘导线则不同,在击穿点的周围存在绝缘,阻碍电弧的移动,使弧根停留在一点燃烧,此时即使将继电器跳闸时间调整到最小,导线也将被几千安的短路电流所损伤,断线事故的发生仍然难以避免。
2.2高层建筑的屏蔽效应市区的各种高层建筑的屏蔽对减少直接雷的发生非常有效。
但高层建筑的引雷作用却增加了邻近线路感应过电压的发生。
据国外资料统计,配电线路感应雷占80%,感应雷的放电电流通常小于1kA,感应过电压的幅值约可达200~300kV。
如此高的过电压幅值对10kV 线路来说是难以承受的。
这也就说明了表一统计数据35kV线路跳闪率远低于10kV线路的原因。
10K V架空绝缘导线雷击断线的防护措施为了减少树枝、鸟类等外物引起架空裸线的故障、减小停电时间、提高供电可靠性,佛山电力局从1999年开始使用10kV架空绝缘导线。
从运行情况看,确实达到了预期的效果。
但是,也带来了一些新的技术问题,主要是雷击断线问题十分突出。
在已架设的20条架空绝缘线路中,在两年时间内已有7条线路受到雷击而断线。
因此,为确保架空绝缘配电网的安全运行,必须妥善解决雷击断线问题。
一、架空绝缘导线雷击断线的机理架空绝缘导线的雷击耐受特性与架空裸导线的物理特性明显不同:当直击雷或感应雷过电压作用于裸导线引起绝缘子闪络时,接续的工频短路电流电弧在电动力的作用下沿着导线向背离电源方向移动,并在工频续流烧断导线或损坏绝缘子之前引起断路器动作,切断电弧;对于架空绝缘导线,在雷击过电压闪络时,瞬间电弧的电流很大但时间很短,仅在架空绝缘导线绝缘层上形成击穿孔,不会烧断导线。
但是,当雷电过电压闪络,特别是在两相或三相(不一定是在同一杆、塔上)之间闪络而形成金属性短路通道,会引起数千安培工频续流,电弧能量将骤增,此时,由于架空绝缘导线绝缘层阻碍电弧在其表面滑移,高温弧根被固定在绝缘层的击穿点而在断路器动作之前烧断导线。
由此可见,雷击过电压引起工频续流是导致架空绝缘导线雷击断线的主要原因。
二、防范措施1.安装架空地线架空地线的作用,主要是将幅值很大的雷电过电压转化为电流,经很低的杆塔接地电阻排泄出去,从而大幅度降低雷电过电压,使导线得到保护。
这在绝缘水平很高的110kV及以上电压等级送电线路是作为防雷的主要措施。
10kV配电网绝缘水平较低,雷击架空地线后极容易造成反击闪络,仍然会发生工频续流烧断绝缘导线。
而且根据统计,配电线路遭受直接雷击或绕击的概率很小,约占雷害事故的20%,配电线路上80%的雷电过电压故障是感应过电压。
因此,架空地线只能在直击雷频繁的区域使用。
2.安装氧化锌避雷器随着氧化锌阀片技术性能的提高,氧化锌避雷器的优良保护性能已被人们所接受,近年来已广泛应用于电气设备过电压保护。
降低10kV架空线路雷击及预防措施雷击是指雷电直接打击、感应及相关的电击事故。
在10kV架空线路的运行过程中,由于其高度、形状和位置等因素,容易受到雷击的影响。
本文将介绍降低10kV架空线路雷击及预防措施。
了解雷击的原理对于预防雷击事故至关重要。
雷电是由大气层中的云与地面之间建立起来的高电势差引起的自然现象。
当云与地面之间的电势差足够大时,雷电就会产生。
雷电主要通过电流以及高温、高压等方式对物体造成损害。
针对10kV架空线路雷击问题,我们可以采取如下措施来降低雷击的发生:1. 线路设计方面:合理设计架空线路的布置和结构,尽量减少电力线路与雷云之间的相互作用。
可以采用高耐张线路,增加线路的绝缘强度;减少线路的伸出长度,减少雷击的可能性;避免将线路设计在雷雷区域等。
2. 接地系统:建立良好的接地系统是减少雷击影响的关键。
可以通过将线路的支柱、导线、设备等接地,形成一个良好的接地网,将雷电击中的电流迅速引入地下,减少对线路和设备造成的损坏。
3. 绝缘措施:在架空线路的设计和维护过程中,应注意绝缘材料的选择和维护。
合理使用绝缘子和避雷针等设备,可以有效地抵御雷电的侵入。
4. 防雷装置的安装:安装适用的防雷装置是预防雷击事故的重要手段。
可以在高耸的杆塔上安装避雷针,引导雷电到达地面;在线路的绝缘子上安装防雷散流器等,保护线路和设备的安全。
5. 定期维护检查:定期对架空线路的绝缘性能、设备状态等进行维护检查,及时发现问题并进行处理。
在经历了雷击过后,还需对线路进行检修和测试,以确保其安全运行。
除了以上几点,人们还可以通过科学观测、掌握雷击的规律等方式来了解雷击的趋势和特点,为预防措施的制定提供科学依据。
降低10kV架空线路雷击及预防措施需要从设计、维护和设备安装等方面全面考虑,通过合理的措施和科学的管理,可以有效减少雷击事故的发生,确保线路运行的安全性和可靠性。
10kV架空绝缘导线雷击断线及对策发布时间:2023-05-22T08:57:58.495Z 来源:《科技潮》2023年7期作者:李鹏霄毛克春刘永超[导读] 10kV配电线路在设计上“先天不足”的耐雷水平,难以承受直接雷和感应雷的作用,架空绝缘导线与裸导线相比,其受到雷电过电压袭击的概率是相同的。
国网乌鲁木齐供电公司新疆乌鲁木齐 831300摘要:10kV配电线路是农村电力系统当中特别重要的组成部分,而目前农村配电网络中正在运用架空线路是绝缘导线,但农村10kV配电网架空绝缘导线时常会出现一些雷击断线等安全事故,从而严重影响配电线路的供电可靠性。
本文主要针对10kV架空绝缘导线雷击断线事故的主要原因和机理,进行较为深入的分析,并提出有效防范雷击断线的措施,希望能为相关人士提供些许参考。
关键词:10kV架空绝缘导线;雷击断线;防范措施一、架空绝缘导线雷击断线主要原因1.1绝缘导线耐雷水平低10kV配电线路在设计上“先天不足”的耐雷水平,难以承受直接雷和感应雷的作用,架空绝缘导线与裸导线相比,其受到雷电过电压袭击的概率是相同的。
雷击绝缘导线和雷击裸导线时电弧发展的过程明显不同。
当直击雷或感应雷过电压作用于裸导线引起绝缘子闪络时,接续的工频短路电流电弧在电动力的作用下沿着导线向背离电源方向移动,并在工频续流烧断导线或损坏绝缘子之前引起断路器动作,切断电弧。
对于架空绝缘导线,虽然其导线外层有绝缘介质包裹,但是它的雷电冲击耐受电压无法做得很高,所以雷电感应过电压足以使绝缘导线在绝缘昀薄弱处击穿,发生闪络。
在雷击过电压闪络时,瞬间电弧的电流很大但时间很短,不会烧断导线。
但是,当雷电过电压闪络,特别是在两相或三相之间闪络而形成金属性短路通道,会引起数千安培的工频续流,电弧能量将骤增,此时,由于架空绝缘导线绝缘层阻碍工频电弧在其表面滑移,高温弧根被固定在绝缘层的击穿点而在断路器动作之前烧断导线。
由此可见,雷击过电压引起的工频续流是导致架空绝缘导线雷击断线的主要原因,此时即使将继电器跳闸时间调整到昀小,导线也将被几千安的短路电流所损伤,断线事故的发生仍然难以避免。
10kV架空绝缘导线雷击断线原因机理分析及防护对策分析【摘要】10kV配电网架空绝缘导线出现雷击断线事故的频繁程度非常高,已经在很大程度上限制了配电线路的供电安全稳固性。
本文从广东湛江地区某10kV配电线路的实际情况入手,详细分析架空绝缘导线雷击断线事故的原因,同时针对于相关问题,提出一些可行性的防护措施和手段。
【关键词】10kV架空绝缘导线;雷击断线;防护措施引言在我国很多地区电网线路改造过程中,大多数配电线路都被改造成了架空绝缘线路。
随着架空线路绝缘化程度的不断加深,绝缘导线的雷击问题也日趋变得复杂。
所以,该如何安全有效的处理雷击导线断线问题,也成为了配电网架空绝缘线路必须解决的难题和重点内容。
1 绝缘导线雷击断线的机理分析1.1 外部原因分析从广东湛江地区情况来看,该地区的雷电活动频繁,配电线路非常容易受到雷电的袭击。
该地区的10kV架空线路大多数使用中性点不直接接地的运行模式,其中可以发现部分杆塔接地电阻出现严重超标的情况,而且很多配电线路没有安装运线路型避雷器,仅仅只是使用了一些类似XP-7型悬式绝缘子的装置,而这种装置的绝缘水平偏低,在雷击活动出现频繁的区域,非常容易出现雷击导线的情况。
另外该地区土壤电阻率非常小,一般情况下,在土壤电阻率非常小的区域,也容易受到雷击,这主要是因为静电感应的原理在起作用,在雷电早期放电过程中,地中的感应电流按照电阻率较小的方向传输,让地面电阻率非常小的地区受到感应后,聚集了很多同雷云相反的电荷,所以雷电就会不断倾向电阻率非常小的区域。
另外该地区的线路整体结构上趋于紧凑,抵抗雷击水平非常低,配电线路在受到雷击后非常容易出现绝缘导线断线事故。
最后还有一点就是该地区对于防护雷电的方法和措施准备不足,几乎很少进行防护雷电的措施,因此当配电线路受到雷击后,非常容易使配电线路出现绝缘导线雷电断线事故。
1.2 内部机理分析如果直击雷作用于裸导线在绝缘子闪络时,因为受到电动力的影响,连续的工频短路电流在电磁力的作用之下,按照导线的方向往背靠电源的方向迅速移动,直到起到保护动作,切断电弧。
10kV架空裸导线雷击断线机理及对策
上海兆邦电力器材有限公司
1. 概述
10kV配电线路系电力系统中公里数较长且与用户关联最为密切的电压等级线路。
由于众所周知的原因,10kV线路的绝缘水平普遍较低,故其受雷击后极易发生瓷支柱绝缘子爆裂或断线事故。
为此,我司与有关供电单位合作,提出了防雷击断线的一些综合措施并开发了相关产品。
2. 10kV裸导线受瓷支柱绝缘子爆裂或雷击断线原因
2.1 线路耐雷水平及建弧率
10kV线路绝缘强度较低,其耐雷水平小于5kA,侵袭线路的雷电有90%以上会造成绝缘闪络,雷电造成的闪络一部分能转变为稳定的工频电弧,建弧率与工频场强E(放电距离L)有关。
2.2雷电流及工频短路电流作用时间
雷电流的幅值主要在波头,其作用时间为1-4微秒。
工频短路时,短路电流(上海地区1-16 kA)可使保护开关迅即跳闸。
由于开关从接受信号到完成跳闸,最快也需0.2秒左右时间,故短路电流作用时间至少要比雷电流作用时间长50000倍。
2.3 工频短路电流与雷电流产生的热量
电流产生的热量Q=I2Rt,在同一电流通过中,R相等(不考虑频率因素)。
假设10kV线路短路电流I1=1kA,作用时间t1=0.2S;雷电流幅值I2=5kA,作用时间t2=4µS 分析比较
Q1/Q2 = I12Rt/ I22Rt
= (12×0.2×106)/(52×4)
= 2000
在同一电流通过中,10kV工频短路电流所产生的热量比5kA雷电流产生的热量大200倍。
当工频短路电流为16KA时,其产生的热量将比5kA雷电流产生的热量大512000倍。
因此,工频短路电流是引起架空裸线雷击瓷支柱绝缘子爆裂或断线的主要原因。
3. 常规的防雷措施效果分析
3.1 加装架空地线
因10kV线路绝缘强度较低,感应雷过电压或直击雷入地的雷电流很容易造成绝缘受反击闪络,而发生雷击瓷支柱绝缘子爆裂或断线事故。
故架空地线仅能减少雷击瓷支柱绝缘子爆裂或断线事故,而未能防止雷击瓷支柱绝缘子爆裂或断线事故。
3.2 加装避雷器
受10kV绝缘子绝缘强度限制,雷电波不能向邻档运动,故不能防止雷击瓷支柱绝缘子爆裂或断线事故。
除非每根电杆均加装避雷器,但这将影响配电网的可靠性。
4. 预防裸线雷击瓷支柱绝缘子爆裂或断线措施
通过雷击断线的原因分析,我们不难提出下述防止雷击断线的措施:
4.1 采用玻璃钢绝缘横担
玻璃钢绝缘横担具有机械强度高、绝缘性能好的优点。
若将其用作支柱绝缘子横担(见图1),则可显著增加闪络路径,从而大幅度提高线路的耐雷水平,降低线路的建弧率而基本避免了雷击断线事故的发生。
图1
4.2 加装防雷支柱绝缘子
防雷支柱绝缘子防止雷击断线的主要作用在于:
1)通过保护型金具将导线围绕起来形成厚实的部体,以防止短路电弧根部的燃烧效应。
闪络时,电弧在保护型金具的厚实部分之间燃烧(见图2)。
图2
2)防雷支柱绝缘子装线端上的铝合金圆柱体金具作为放电的一个极,同时均匀电场,提高闪络电压。
3)在金具上加装的压板可保护和固定导线,并使导线不外露。
4.3 绝缘子处导线加装护线条
传统的绝缘子与导线的定位方式为圆柱体与圆柱体的接触,即点接触。
接触电阻很大,短路电流流过接触点使温度剧烈升高,导致断线。
在绝缘子处导线加装护线条不仅可对导线强度加到补强作用,更重要的是变点接触为面接触,减低了接触电阻并增大了散热面。
从而减少雷击断线的发生。