10kV配网线路防雷措施
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10kV配电线路防雷近年来,随着我国电力事业的蓬勃发展,电力设施得到了迅速的增长,尤其是各种高压配电线路的出现,为我们的生产生活带来了极大的便利。
然而,由于天气原因等一系列自然灾害的影响,高压配电线路极易遭受雷击,引起线路跳闸故障或火灾等严重事故。
因此,防雷作为电力设施运行的安全保障措施之一,尤其是对于10kV高压配电线路的防雷问题,必须得到重视。
本文将对10kV配电线路的防雷措施进行详细介绍。
1. 避雷针的设置避雷针是一种防雷安全设备,能有效地引导雷电流进入地下,起到了防止雷击的作用。
在10kV高压配电线路中,应该在距离线路5米以上的高空处设置避雷针,以保护线路免遭雷击。
同时,避雷针应该定期进行维护和检测,以确保正常工作。
2. 导线绝缘的加强导线是10kV配电线路的重要组成部分,其绝缘质量直接影响线路的运行安全性。
因此,在10kV配电线路中,应该采用高强度、高耐电压和耐热性好的导线,并对导线的绝缘进行加强处理,以提高绝缘的可靠性和耐久性。
3. 接地装置的设立在10kV配电线路中,为了保证人身安全和设备的正常运行,必须设置接地装置。
接地装置的作用是将线路的故障电流分流到地下,保护接近线路的人体免遭电击。
同时,接地装置还可以有效地降低雷电流的冲击,减小雷击对线路的损害。
避雷带是一种能够有效防止雷电流侵入房屋,避免雷击事故发生的安全装置。
在10kV 高压配电线路中,一般建议在与线路平行的屋顶上设置避雷带,以保护房屋内的人员和财产安全。
1. 采用多种防雷措施为了保证10kV配电线路的运行安全性,必须采用多种防雷措施,如避雷针、导线绝缘、接地装置和避雷带等,从多个方面对线路进行保护。
同时,在不同的防雷设施之间要形成有机的联系,提高防雷设施协同作用的效果。
2. 定期检查和维护10kV配电线路防雷设施的运行效果在很大程度上取决于其检查和维护的质量和频率。
因此,必须按照规定的检查和维护制度,对防雷设施进行定期检查和维护,及时排除各种潜在隐患,确保防雷设施正常运行。
降低10kV架空线路雷击及预防措施
架空线路是电力系统中常见的输电方式之一,它由输电塔、绝缘子串、导线等组成,
容易受到雷击的影响。
为了降低10kV架空线路的雷击风险,可以采取以下预防措施:
1. 安装避雷针:在架空线路的终端和高处安装避雷针,能有效地吸收和释放雷电能量,减轻雷击的破坏效果。
2. 加强绝缘设计:在绝缘子串中选择合适的材料和结构,确保绝缘子串在雷击时能
够有效地隔离导线和地面的接触,防止雷电通过导线进入电力系统。
3. 提高线路的接地系统:合理设计和维护架空线路的接地系统,确保接地电阻达到
规定的要求。
良好的接地系统能够将雷电通过接地引到地下,减少对线路的直接影响。
4. 增加导线的悬挂高度:将架空线路的导线悬挂高度适当增加,使其远离地面和高
树等雷击风险源,减少雷电对导线的直接冲击。
5. 定期检测和维护:定期对架空线路进行雷击风险评估,及时检测和修复可能存在
的漏洞和故障,保证线路的安全运行。
7. 使用雷电线夹:在架空线路上设置适当数量和位置的雷电线夹,能够吸收和释放
雷电能量,减少对导线和绝缘子串的冲击。
8. 加强对架空线路的维护和管理:定期巡视和维护架空线路,及时排除杂物和树木,确保线路周围的环境整洁,减少雷击风险。
9. 进行实时监测和预警:利用雷电监测系统和预警装置,对架空线路周围的雷电活
动进行实时监测和预警,及时采取安全措施。
通过以上预防措施,可以有效降低10kV架空线路雷击的风险,保障电力系统的安全运行。
10kV配电架空线路避雷措施随着城市的不断发展,电力供应的需求也日益增加。
10kV配电架空线路作为城市电力供应的重要组成部分,承担着电力输送的重要任务。
由于天气变化和环境因素的影响,10kV配电架空线路常常会受到雷击的影响,给电网运行和使用带来了诸多问题。
为了确保配电架空线路的安全和稳定运行,必须采取一系列的避雷措施。
本文将就10kV配电架空线路的避雷措施进行详细的介绍和分析。
1. 线路架设位置的选择在架设10kV配电架空线路时,应尽量避开高树、高建筑物和金属结构物,以减少雷击的概率。
尽量选择空旷的地段进行架设,同时要综合考虑线路与周边环境的距离,减少雷电对线路的影响。
2. 接地装置的设置在10kV配电架空线路的设计过程中,接地装置的设置尤为重要。
接地装置能够有效地将雷电引向地下,从而减少雷击对线路的影响。
接地装置一般选用优质的铜材料,并且要求接地电阻小于4Ω,以确保其良好的接地效果。
3. 避雷针的设置在10kV配电架空线路的最高点和转角处,设置避雷针是一个非常有效的避雷措施。
避雷针能够吸引并释放雷电,从而减少雷击对线路的损害。
在避雷针设置的位置,应加固支架,并保持其与线路的良好连接,以确保其正常工作。
4. 避雷线的设置在10kV配电架空线路的两侧设置避雷线,是另一项有效的避雷措施。
避雷线一般选用导电性能良好的金属材料,如铝合金线。
避雷线的设置能够有效地分散雷电,减轻雷击对线路的影响。
避雷线的设置也能有效地减少线路绝缘子和支架的损坏。
5. 绝缘子的选用绝缘子是10kV配电架空线路中的重要部件,其选用对于线路的避雷效果具有重要的影响。
在设计和选用绝缘子时,应考虑其耐压能力和绝缘性能,并且要求其具有良好的抗雷击性能。
目前,常见的绝缘子材料有玻璃钢、陶瓷等,其中玻璃钢绝缘子具有较好的耐雷击性能,能够有效地降低雷击对线路的影响。
6. 荷载能力的提高10kV配电架空线路在设计和施工过程中,应尽量提高线路的荷载能力,以减少雷击对线路的影响。
10kV配电线路的防雷措施分析10kV配电线路的防雷措施是非常重要的,因为配电线路承担着电力传输的重要任务,遭受雷击可能会导致线路故障和停电。
下面将对10kV配电线路的防雷措施进行分析。
配电线路的金属构架是最重要的防雷措施之一。
金属构架可以提供良好的导电性,能够将雷电流迅速引导到地面,减小对线路设备的影响。
10kV配电线路的金属构架通常由镀锌钢管或钢塔组成,这样可以增加其导电性,并增强其抗雷击能力。
引入避雷器是必不可少的防雷措施之一。
10kV配电线路应在线路两端和中间适当设置避雷器。
避雷器可以将雷电流引入到地下,减少对线路的损害。
避雷器通常采用氧化锌避雷器,其具有快速响应时间和高能量耗散能力的优点。
为了进一步提高10kV配电线路的抗雷击能力,还可以在线路的经济跨越点和路口附近设置避雷针。
避雷针的作用是通过锐利的导电体吸收雷电,从而降低雷电对线路的破坏力。
在避雷针的周围还应该设置接地网,可以将雷电引导到地下。
对于10kV配电线路,还可以采用遮雷带的方式来增强其防雷能力。
遮雷带是一种导电性能好的金属带,可以通过安装在配电线路的周围来形成一个电磁屏蔽,减少雷电对线路的干扰和损害。
定期的维护和检查也是10kV配电线路的防雷措施之一。
及时清理线路周围的杂草和树木,保持金属构架的导电性能良好。
定期检查避雷器和避雷针的状态,如果有损坏或老化,应及时更换。
10kV配电线路的防雷措施包括金属构架、避雷器、避雷针、遮雷带以及定期的维护和检查。
通过采取这些措施,可以有效地提高10kV配电线路的抗雷击能力,减小雷击对线路设备的影响,确保电力传输的稳定和安全。
探讨10kV配网线路防雷技术的保护方案10kV配网线路防雷技术的保护方案主要针对天气雷电活动对电力配网线路的损坏和影响进行预防和保护。
以下是一种常见的10kV配网线路防雷技术的保护方案。
1. 使用耐雷能力好的材料:在线路建设中,选用高耐雷的材料,如耐雷瓷绝缘子、耐雷电的导线、耐腐蚀的金属杆等。
这样可以减少雷电对线路的冲击,降低线路损坏的风险。
2. 雷电接地系统:建立完善的雷电接地系统是防雷的重要措施之一。
包括系统接地和设备接地两个方面。
系统接地通过合理设置接地装置,将雷击电流导入地下,保护设备和线路不受损坏。
设备接地主要是将设备的金属外壳和接地线连接,以便将雷电引入地下。
3. 避雷器的应用:在10kV配网线路上设置避雷器,可有效抵抗雷电冲击。
避雷器能够通过快速引爆减少雷电冲击产生的过电压,并将其导入到接地系统中。
在避免雷电冲击过高的情况下,保护线路和设备的安全运行。
4. 防雷装置的设置:在线路上设置防雷装置,如避雷网、避雷线等。
通过这些装置,可以将雷击电流引导到地下,减少对线路的伤害。
5. 定期维护检查:定期对10kV配网线路进行维护检查,及时发现并修复潜在的雷电损坏风险。
这包括检查接地装置是否正常,避雷器是否损坏等。
6. 提高线路的耐雷能力:线路的材料和结构设计要满足防雷的要求,提高线路的耐雷能力。
选择合适的绝缘子型号、加大绝缘子串的间隔和侧线的弧垂等措施,有效提高线路的耐雷性能。
7. 配电变压器的保护:对10kV配网线路的配电变压器进行保护。
可以安装避雷器、防雷措施等,减少雷电冲击对变压器的损害。
10kV配网线路的防雷技术保护方案包括使用耐雷材料、建立雷电接地系统、设置避雷器和防雷装置、定期维护检查、提高线路耐雷能力以及保护配电变压器等措施。
这些措施的综合应用可以有效减少雷电对配电线路的损坏和影响,保障电力系统的正常运行。
10kv 配网线路防雷技术措施摘要:我国电力系统中 10kv 配网线路是重要的组成部分,防雷技术直接影响到10kv 配网线路的安全可靠程度。
正因为 10kv 配网线路的复杂的结构,绝缘程度不高,直击雷会带来非常严重的损失,感应雷也会给配网线路安全产生巨大的影响。
近几年以来,我国 10kv 配网线路雷害事故频繁产生,所以做好 10kv 配网线路防雷措施非常重要。
关键词:10kv;配网线路;防雷;技术措施1雷电的产生和对配电线路危害雷电是大自然一种最为常见的自然现象,关于雷电的形成原因,目前还没有完全统一的解释。
普遍的认为都是大气中的水蒸气过于饱和,然后遇到冷空气形成水滴,水滴在上升气流的作用下被分解成带有电荷的水滴,然后又重新结合形成乌云,带有不同电荷的乌云将空气间隙击穿并且放电,也就形成了我们常说的“雷电”。
雷电的危害是非常严重的,它能在一瞬间释放巨大能量,这些被释放出来的强劲电流对配电线路和设备会产生巨大危害。
雷电通常有两种形式,一种就是直击雷电,在雷电发生时可直接对输电设备和线路造成损坏,且非常严重,常常是致命的。
另一种是间接的,通过感应电压对周围的线路造成损坏,影响配电线路的安全运行。
2某 10kv 配网线路具体雷击危害分析以某市的 10kv 农配网线路为例,该市为雷暴天气多发地区,雷暴日最高达到 130 天,平均雷暴日为 83 天,雷击危害较为严重,在配网线路长期运行中,配变电、低压用电设备由于雷击导致的损害事件经常发生。
根据不完全统计,配变电压器事故有 95% 左右是由于雷击导致的,表计损坏大约有 60% 是由雷击造成的,每年 10kv 配网线路由雷击造成的配变电、表计损失高达 1.3 千万元。
此外,用电用户的大量低压用电设备会被雷电损坏,甚至给用户生命安全造成一定威胁。
从当前此市 10kv 配网线路实际来看,大多数线路采取的是架空导线方式,容易受到雷击,还有相当一部分线路是经过强雷区的,在雷电活动强烈的季节,会出现断路器频繁跳闸情况,根据统计,线路跳闸故障中平均有 40% 是由于雷击导致的,严重影响到供电的可靠性,提高防雷水平是必然要求。
探讨10kV配网线路防雷技术的保护方案1. 引言1.1 研究背景10kV配网线路是城市电力配送系统中重要的组成部分,其负责将高压输电线路输送的电能转变为可供市民使用的低压电能。
由于10kV 配网线路通常高高挂在空中,暴露在雷电天气下,因此存在着极高的雷电风险。
雷电可能会对10kV配网线路造成严重的损坏,导致供电中断、设备损坏甚至火灾等严重后果。
基于以上背景,急需研究10kV配网线路的防雷技术,以保障供电的可靠性和安全性。
目前,在国内外,已经存在各种不同的10kV配网线路防雷技术方案,包括避雷器的应用、接地技术的优化等。
在这样的背景下,本文将对10kV配网线路的雷电特点、常见雷电危害以及防雷技术方案等进行深入探讨,旨在为10kV配网线路的防雷工作提供科学的参考和指导。
1.2 研究意义10kV配网线路防雷技术的研究意义非常重大,主要体现在以下几个方面:随着电力设备的不断发展和智能化程度的提升,对10kV配网线路的稳定性和可靠性要求也越来越高。
雷电是导致配网线路设备损坏和停电的重要原因之一,因此研究防雷技术方案对于提高配网线路的抗雷能力至关重要。
配网线路作为电力系统的重要组成部分,承担着能源传输和分配的关键任务。
一旦遭受雷击导致设备损坏或停电,将对用户生活和生产带来严重影响。
研究10kV配网线路防雷技术方案可以有效保障用户的用电需求,提高电网的可靠性和供电质量。
随着现代社会的不断发展,人们对电力的依赖程度愈发增加。
研究10kV配网线路防雷技术方案也是为了保障电力系统的安全稳定运行,防止雷电等外界因素对电网造成不可估量的破坏。
研究10kV配网线路防雷技术方案具有重要意义,对于提高电网的稳定性和可靠性有着积极的促进作用。
2. 正文2.1 10kV配网线路雷电特点分析10kV配网线路作为城市电力配送的重要组成部分,受雷电影响较大。
雷电是一种自然现象,一旦雷击发生,可能对电力设备和线路造成损坏,导致停电或事故发生。
10kV配电线路防雷雷电是一种自然天气现象,产生的电流和电压都非常大,因此对于电力设备和线路构成了巨大的威胁。
10kV配电线路是城市电网的重要组成部分,防雷工作对于确保电网正常运行和居民用电安全至关重要。
本文将介绍10kV配电线路的防雷措施。
一、设备接地设备接地是防止雷击电流通过设备或线路引起设备损坏的重要手段。
10kV配电线路的设备接地应符合国家相关标准和规范,并依据现场实际情况选择合适的接地方式,如土壤接地、接地网接地等。
设备接地电阻应符合要求,保证设备接地良好,为线路的防雷提供可靠的基础。
二、避雷器避雷器是防止雷电高压通过线路引起设备中毁灭性击穿的主要措施。
10kV配电线路中应设置避雷器,它是保护线路设备不被雷电击穿的第一道防线。
避雷器的额定击穿电压应适应线路电压等级,并应定期检测和维护,确保其正常工作状态。
避雷器的安装位置应根据电网的实际情况确定,一般选在10kV变压器的输入侧或母线柜附近。
三、接地引下保护器接地引下保护器是保护设备在雷电入侵时迅速放电到地,减少雷电对设备的危害的重要设备。
它通过与设备的地线连接,当雷电入侵时,引下保护器快速放电到地,将雷电瞬间释放。
接地引下保护器的选择和布置应根据线路的实际情况确定,以达到最佳的防雷效果。
四、防护屏蔽10kV配电线路通常会穿过建筑物、树木或其他高大物体附近,这些物体会成为雷电击中线路的潜在风险。
在这些区域应设置防护屏蔽,减小雷电击中线路的可能性。
防护屏蔽可以采用导线网或金属罩等形式,将线路包裹在以形成一个保护层,减少雷电的侵害。
五、定期巡视和检测定期巡视和检测是10kV配电线路防雷工作的重要内容。
通过定期巡视和检测,可以及时发现和排除设备接地不良、避雷器失效、接地引下保护器故障等问题,确保线路的防雷设施处于良好状态。
定期巡视和检测的频率应根据实际情况确定,一般为每年1-2次。
六、培训和宣传防雷工作涉及到多个方面的知识和技能,因此要加强对工作人员的培训和宣传。
10kV配电架空线路避雷措施10kV配电架空线路是一种常见的电力配电系统,因其电压高,对于防雷措施更为重要。
以下是关于10kV配电架空线路的避雷措施的一些介绍。
第一,线路杆塔设计:为了增加线路的避雷性能,在线路杆塔的设计中需要考虑使用防雷装置,如避雷针和避雷带,来分散雷击的电流,并将其引导到地下。
需要合理设置线路的杆塔间距和高度,以减少雷区的影响。
第二,线路导线选择:在10kV配电架空线路的设计中,需要选择合适的导线材料和截面,以增加其耐雷性能。
通常使用的导线材料包括铝合金和镀锌钢丝,它们具有良好的耐腐蚀性和导电性能,能够有效减少雷击的损害。
接地系统设计:良好的接地系统是防止雷击危害的重要手段。
在线路杆塔和接地电极之间设置接地装置,可以将雷电引入接地系统,保护线路设备和人员的安全。
在线路的设计中还需要考虑接地电阻的大小,以确保接地系统的有效性。
第四,防雷设备维护:对于10kV配电架空线路的防雷设备需要定期进行检测和维护,以确保其正常运行和有效性。
包括检查避雷针和避雷带的完好性,清理导线表面的积灰和氧化物等,以保证其良好的导电性能和防雷性能。
第五,雷电监测系统:在10kV配电架空线路周围安装雷电监测设备,可以及时发现雷电活动的存在,提前采取措施保护线路系统。
雷电监测系统通常包括雷电探测器和报警设备,通过对雷电信号的监测和分析,可以及时发布预警信息,提醒相关部门和人员采取防护措施。
针对10kV配电架空线路的避雷措施包括杆塔设计、导线选择、接地系统设计、防雷设备的维护以及雷电监测系统的安装。
通过合理的设计和有效的管理,可以降低雷击对线路设备和人员安全的危害。
10kV配电线路的防雷措施分析随着科技的不断发展,电力设备在我们日常生活中扮演着非常重要的角色。
由于自然环境和其他因素的影响,电力设备也面临着一定的风险,比如雷击。
为了保护电力设备的安全运行,必须采取一系列的防雷措施。
本文将对10kV配电线路的防雷措施进行分析。
防雷措施一般包括以下几个方面:1. 建设避雷针:避雷针是防雷保护的重要基础设施。
对于10kV配电线路,建设合适大小的避雷针非常重要。
避雷针能够将雷击电流引入地下,从而保护电力设备的安全运行。
避雷针的高度和位置应根据当地的雷电活动情况和地理条件进行科学设置。
2. 电力设备接地:配电线路的电力设备应具有良好的接地系统。
接地可以将雷击电流引入地下,减轻雷击对设备的影响。
在建设接地系统时,应考虑地质情况和土壤电阻率等因素,以确保接地效果良好。
3. 电力设备绝缘:绝缘是防止雷击产生的重要手段。
电力设备的绝缘材料和结构应具备良好的耐雷击能力。
绝缘材料应具有耐高温、耐电弧和耐闪击的特性。
绝缘结构应合理设计,避免雷击导致的设备损坏。
4. 安装避雷器:避雷器是抵抗雷击干扰的重要设备。
它能够吸收雷击电流并将其引入大地,从而保护电力设备的安全运行。
在安装避雷器时,应根据线路的特点和负荷情况进行合理选择和布置。
5. 定期检测和维护:定期检测和维护是保持电力设备防雷措施有效的重要手段。
定期检查避雷针、接地系统、绝缘材料和避雷器的工作状态,对于损坏或老化的部件及时更换,以确保防雷措施的可靠性。
10kV配电线路的防雷措施包括建设避雷针、电力设备接地、电力设备绝缘、安装避雷器以及定期检测和维护等。
通过这些措施的综合应用,可以有效地保护电力设备免受雷击的危害,保障电力系统的安全运行。
我们也应该定期了解和学习新的防雷技术,不断提高我们的防雷意识和能力,以适应不断变化的雷电环境。
10kV配网线路防雷措施雷云击中杆塔、电力装置等物体时,强大的雷电流流过该物体泻入大地,在该物体上产生很高的电压降称为直击雷过电压。
由于线路的引雷特性,当雷击点与线路的最近距离小于65m时,雷电直击线路概率较大[1]。
雷电直击配电线路可产生远高于线路绝缘水平的过电压,通常会导致设备损坏。
(二)感应雷过电压当雷电击线路附近的大地时,导线上由于电磁感应产生过电压称为感应雷过电压。
配网线路中,感应过电压故障一般占雷击故障的 80% 以上[1]。
根据实测数据,感应过电压峰值一般可达300kV-400kV[2]。
在开阔地区,配电线路遭受直击雷概率增加;附近有高耸建筑物、构筑物或高大树木屏蔽,遭受直击雷的概率大幅下降,遭受感应过电压的概率增大。
二、配网典型雷害(一)雷击跳闸目前10kV线路通常设置了零序保护,雷击线路发生闪络后电弧持续燃烧,线路上采集到零序电流,将导致线路跳闸。
对于同杆架设的多回配电线路,在雷电直击或较高感应过电压的作用下,容易发生多回线路同跳故障。
此外,由于各回路间距离较小,若雷击闪络后工频续流较大,持续的接地电弧将使空气发生热游离和光游离,同样会导致多回短路故障和同时跳闸。
(二)线路故障1.配电线路雷击断线线路使用绝缘导线,雷击造成单相闪络或相间短路时,绝缘击穿最易发生在靠近绝缘子的位置,被击穿的绝缘层呈针孔状,并靠近绝缘子两侧特别是负荷侧。
工频短路电流的电弧弧根受周围绝缘层阻隔,固定在击穿点燃烧,在较短时间内烧断导线。
而当线路采用裸导线时,电弧在电磁力的作用下,高温弧根沿导线表面不断滑移,直至电弧熄灭,不会集中在某一点燃弧,因此不会严重烧伤导线,通常在工频续流烧断导线或损坏绝缘子之前,就会引起断路器动作切断电弧,因此,裸导线的雷击断线故障率明显低于绝缘导线。
由于绝缘导线易断线,宜采取雷击断线保护措施,可采取加强绝缘(如采用柱式绝缘子)、装设架空地线及安装线路避雷器(无间隙、带间隙)等堵塞式防雷措施,或安装防弧金具(剥线型、穿刺型)、放电钳位绝缘子(剥线型、穿刺型)、长闪络路径熄弧装置等疏导式防雷措施。
2.配电设备雷击故障雷击配电线路产生远高于设备绝缘水平的过电压,导致设备绝缘击穿,造成永久性故障。
3.配电变压器雷击损坏配电变压器雷击损坏主要有以下原因:(1)配电变压器高压侧遭受雷电直击或感应过电压,导致高压侧绝缘损坏。
(2)配电变压器高压侧遭受雷电直击或感应过电压,较高地电位通过低压绕组中性点施加在低压绕组,再经电磁相合按变比在高压绕组产生较高过电压(反变换过电压),导致配电变压器损坏。
(3)配电变压器低压侧遭受雷电直击或感应过电压,导致低压侧绝缘损坏。
(4)配电变压器低压侧遭受雷电直击或感应过电压,低压绕组过电压经绕组间电磁藕合,按变比在高压绕组产生较高过电压(正变换过电压),导致高压侧绝缘损坏。
因此,配电变压器高、低压侧均应装设无间隙避雷器保护。
三、提高线路耐雷水平的方式(一)加强线路绝缘线路其他参数不变的情况下,线路的耐雷水平与绝缘子的雷电冲击电压(U50%)值成正比,使用U50%较大的绝缘子,能显著提升线路耐雷水平,减少雷击跳闸率、雷击线路故障率。
直线塔宜采用柱式绝缘子或瓷横担绝缘子,耐张段可增加1片绝缘子或采用耐雷水平更高的绝缘子。
(二)降低杆塔接地电阻雷电流经杆塔流入大地,杆塔接地电阻越大,则杆塔顶点位越高,其与导线间的电位差越大,绝缘子越容易发生闪络,配电线路的耐雷水平越低。
反之,接地电阻越小,耐雷水平越高。
经仿真计算,线路耐雷水平与接地电阻的关系如图1[3],可以看出,杆塔接地电阻对配电线路的耐雷水平有很大影响。
图1线路耐雷水平与接地电阻的关系在装设避雷器、避雷线时,配合降低接地电阻也能提升线路保护效果[3]。
广东电网配网防雷图形化指引手册(广电办生〔2021〕170号附件)要求:装有保护柱上设备用避雷器或装有无间隙线路避雷器时,电杆必须人工接地,以提高对设备的保护效果及避雷器使用寿命。
接地电阻过高的易击杆塔、部分架设地线杆塔以及特殊杆塔(如终端塔、大跨越塔、重要T接杆塔)等宜采取人工接地。
其他电杆可利用钢筋混泥土杆的自然接地作用,以提高接地技术经济性。
(三)装设避雷器避雷器的主要作用是限制线路上的过电压,保护范围内线路出现过电压时避雷器均能动作,将雷电流导向大地,限制雷电过电压,保护线路绝缘不被击穿,并且能在工频续流第一次过零时熄灭,线路断路器不跳闸。
(四)装设避雷线避雷线作用:1、屏蔽作用,保护线路免受直击雷影响;2、耦合作用,当线路产生感应雷过电压时,避雷线上同样会产生一个感应电压,避雷线接地,为了保持避雷线的 0电位,避雷线上会有一个的电压,在的作用下,每根导线都会耦合一个电压分量,其值为(k为避雷线与相导线的耦合系数),从而降低感应过电压幅值,减少闪络形成概率[4]。
四、避雷器与避雷线优劣势对比(一)避雷器1.避雷器保护原理避雷器在线路遭受雷击时及时将雷电流泄漏入大地,限制线路过电压幅值,保护线路不发生闪络,能够可靠地限制线路及设备上的雷电过电压。
但避雷器有使用寿命限制,在运行过程中也有可能发生故障,导致线路跳闸。
2.避雷器故障因素(1)避雷器内部受潮避雷器在生产过程中,避雷器阀片未完全干燥、装配过程中密封垫片安装位置不当甚至没有安装、使用的瓷片质量较差,存在孔洞导致水分能够渗入内部等情况都会导致内部受潮的问题,受潮的避雷器绝缘强度降低,导致避雷器被击穿。
此类故障表象为阀片侧面有明显闪络痕迹。
(2)内部阀片老化避雷器内部的阀板均匀性差,老化程度不同,使得阀板电位分布不均匀,有的阀片先劣化,造成避雷器漏电流和功率损耗增大。
由于避雷器承受的工频电压不变,一旦有一片或几片阀片劣化,其余阀片承受更大的电压,形成恶性循坏,最终将导致避雷器内部击穿、单相接地或避雷器本体发生爆炸事故。
(3)瓷套污染避雷器表面的严重污秽易引起污闪或因污秽在瓷套表面的不均匀, 而使沿瓷套表面电流也不均匀分布, 势必导致电阻片中电流的不均匀分布 (或沿电阻片的电压不均匀分布 ), 使流过电阻片的电流较大,造成附加温升,使吸收过电压能力大为降低,也加速了电阻片的劣化。
(4)抗冲击能力差氧化锌避雷器多在操作过电压或雷电条件下发生事故, 其原因是因电阻片在制造工艺过程中,由于其各工艺质量控制点控制不严, 而使电阻片的耐受方波冲击能力不强, 在频繁吸收过电压能量过程中, 加速了电阻片的劣化而损坏, 失去了自身的技术性能。
(5)暂态过电压冲击当避雷器遭受谐振等暂态过电压冲击时,工频电压会自动补充过电压能量,造成其泄放的过电压不能迅速衰减(甚至不衰减),这会对避雷器造成极大破坏。
3.带串联间隙避雷器与无间隙避雷器的优缺点使用带串联间隙的避雷器,避雷器本体不需承受工频电压,减缓了电阻片老化速度,延长了避雷器的寿命,即使避雷器本体损坏,由于串联间隙的存在,也不会影响线路的正常运行。
串联间隙还能将暂态过电压限定在保护死区内,保护避雷器免受暂态过电压的冲击。
串联间隙分纯空气间隙和带支撑件间隙两种。
纯空气间隙线路避雷器结构紧凑、长度短、重量轻、运行可靠,但在大风作用下间隙距离会发生变化,电极形状必须制成弧形。
带支撑件的间隙不受风偏影响,但支撑件要承受大部分运行电压,存在老化及使用寿命问题,支撑件一旦故障,则串联间隙失效,避雷器本体将直接承受运行电压及各类过电压。
由于固定外串联间隙避雷器具有延长避雷器使用寿命、避雷器故障时不影响线路正常运行等优点,线路上宜使用固定外串联间隙避雷器。
无间隙避雷器具有响应速度快,吸收性能强的特点,可用于保护重要设备。
广东电网配网防雷图形化指引手册(广电办生〔2021〕170号附件)要求:安装于开关、配电变压器等设备、厂站进线段终端塔、电缆与架空连接塔的避雷器应选择无间隙避雷器。
(二)避雷线防护性能避雷线能屏蔽直击雷,避免线路遭受雷电直击,但是由于配电线路绝缘水平较低,雷击架空地线往往引起反击[1],因此,避雷线对直击雷的防护效果较差。
而对于感应雷过电压,由于耦合作用,能够减小雷电过电压的幅值,减小幅度约为20%-30%[3],能够提升线路耐雷水平。
但当感应雷过电压较大时,则依然会发生闪络,导致线路跳闸。
此外,为避免雷击避雷线时,避雷线与导线间空气间隙击穿,避雷线与导线间空气间隙应满足距离S>0.012l+1的校核(l为档距),当档距为50m时,避雷线架设高度为1.6m,计及架空地线与导线弧垂差,应适当提升高度,具体高度需视导线线径及档距校核。
当安装高度受限时,通过改变避雷线与导线的架设排列方式可降低雷击避雷线时导线附近的平均场强,减少击穿发生概率。
仿真结果表明,当避雷线架设高度不变时,避雷线与导线的距离越大,雷击避雷线时导线附近的平均场强越低,空气间隙越不容易发生击穿[8]。
在安装避雷线应校核杆塔载荷、基础受力、配套金具强度,经校验荷载后如有必要,再加强杆塔防风措施。
(三)避雷线防护效果计算以下讨论潮州市10kV架空线路在周围无其他建筑物屏蔽,且未加装其他防雷装置情况下,在加装避雷线前后,线路受感应雷影响雷击闪络及跳闸次数:经计算(计算过程见附录1),加装避雷线前,潮州市10kV架空线路受感应雷影响闪络次数为85.91次/100km年,雷击跳闸次数为12.28次/100km年。
加装避雷线后,潮州市每10kV架空线路受感应雷影响闪络次数为59.8次/100km年,雷击跳闸次数为59.8次/100km年。
由上述计算可见,加装避雷线能够提高线路的耐雷水平,雷击跳闸率减少了30.39%。
潮州市1969年-2008年40年间,年均雷暴日66.5天[5]、地闪密度为8.74次/100km2·a [6],属于多雷区,雷害较为严重,雷电流幅值大。
而配电线路的防雷水平较低,雷击杆塔时线路耐雷水平为4.41kA,雷击线路时线路耐雷水平为1.7kA。
(耐雷水平计算见附录1)因此,只加装避雷线无法在线路遭受直击雷时起到良好的保护作用。
五、运维要求避雷装置的运维要求如下:配电运行单位在每年雷雨季节来临前,应对多雷区段的避雷装置进行巡检并及时消缺。
雷雨季节过后,应对避雷装置的运行情况进行调查、分析和总结。
对户外避雷器每年至少进行一次红外测温。
装置运行3~5年后应进行接地电阻测试。
六、经济效益(一)原有架空线路加装带脱扣器避雷器成本根据《中压架空线路防雷改造技术导则(试行)》(广电生部〔2016〕300号)要求,中压架空绝缘导线防雷装置应选用固定外串联间隙复合外套避雷器(带穿刺线夹),强雷区、多雷区和中雷区应每基安装一组,少雷区无需安装。
本地区位于多雷区,使用绝缘导线的线路应按每基安装一组配置。
按档距50m计算,则每1km架空绝缘线路需加装20组避雷器,含接地改造,造价为16.3418万元,详见表2。