10kv配電線路雷擊破壞防范措施

1、10kv配電線路雷擊破壞防范措施10kV配電線路雷擊破l塬帕疆措施傅欽斌/廣東電網(wǎng)公司揭陽(yáng)普寧供電局摘要文章介紹線路出現(xiàn)大氣過(guò)電壓的原因,提出了了配電線路防雷技術(shù)措施,以確保10kV配電網(wǎng)的平安運(yùn)行關(guān)鍵詞10kV配網(wǎng)線路防雷措施配電線路出現(xiàn)大氣過(guò)電壓的原因主要有2種:一是雷直擊于線路引起的,稱為直擊雷過(guò)電壓;另一種是雷擊于線路附近地面,應(yīng)過(guò)電壓約占85%,直擊雷過(guò)電壓約占15%.當(dāng)雷擊于線路附近大地時(shí),由于電磁感應(yīng)在線路導(dǎo)線上產(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓,同時(shí)由于雷云放電的起始階段存在著向大地開(kāi)展的先導(dǎo)放電過(guò)程,線路處于雷云與先導(dǎo)通道的電場(chǎng)中,又由于靜電感應(yīng),沿導(dǎo)線方向的電場(chǎng)強(qiáng)度將導(dǎo)線兩端與雷云異號(hào)的正電荷

2、吸放電時(shí),首先導(dǎo)致通道中的負(fù)電荷被迅速中和,使導(dǎo)線上被束縛的正電荷得到釋放而沿導(dǎo)線向兩側(cè)運(yùn)動(dòng),形成感應(yīng)過(guò)電壓,也稱為感應(yīng)過(guò)電壓靜電分量.同時(shí),雷電通道中的雷電流在通道周圍空間建立強(qiáng)大的磁場(chǎng),磁場(chǎng)的變化也使導(dǎo)線感應(yīng)很高的電壓.由于感應(yīng)過(guò)電壓的靜電分量和電磁場(chǎng)產(chǎn)生很高的感應(yīng)電壓會(huì)破壞線路設(shè)備的絕緣,引起導(dǎo)線對(duì)地閃絡(luò),或者兩相(或三相)同時(shí)對(duì)地閃絡(luò),從而形成相間閃絡(luò)事故.規(guī)程建議,當(dāng)雷擊點(diǎn)離線路的距離S>65m時(shí),感應(yīng)過(guò)電壓的最大值U.可按下式計(jì)算:U25'd.式中,U.為感應(yīng)過(guò)電壓的最大值,kV;I為雷電流幅值,kA;為線路導(dǎo)線的高度,In;S為雷擊點(diǎn)離線路的距離,In.當(dāng)線

3、路有避雷線時(shí),導(dǎo)線上的感應(yīng)過(guò)電壓為:U8=Us(1一K)導(dǎo)線高度為15In,雷電流1OkA,K=0,計(jì)算可得感應(yīng)過(guò)電壓U=58kV.1.2雷擊于線路桿塔時(shí)導(dǎo)線上的感應(yīng)過(guò)電壓雷擊桿塔時(shí),由雷電通道所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)的迅速變化,將在導(dǎo)線感應(yīng)出與雷電流極性相反的過(guò)電壓.規(guī)程建議,對(duì)高度40111以下無(wú)避雷線的線路,感應(yīng)過(guò)電壓最大值u.使用下式計(jì)算:Ug.a=lhd=式中,a為感應(yīng)過(guò)壓系數(shù),kWm,基數(shù)值等于以kMs計(jì)算的雷電流平均陡度,即=I/2.6.假設(shè)雷電流為lOkA,導(dǎo)線高度15m,那么可算得到U58kV.上述分析說(shuō)明,不管雷擊是發(fā)生在線路附近大地上還是線路桿塔上,引起的感應(yīng)過(guò)電壓根本相同,即U對(duì)

4、于10kV線路,由于線路的懸掛高度較低,當(dāng)雷電流為10kA時(shí),一般感應(yīng)過(guò)電壓不高.為保證線路的可靠性,選用的絕緣子裝置的沖擊電壓應(yīng)大于U50%=60kV.防雷工作的重點(diǎn)應(yīng)主要放在:(1)確定配電線路雷電事故的影響范圍;(21確定防雷保護(hù)的程度;(3)制定各種防雷措施.10kV配電線路由于桿塔較低,雷電流一般在10kA以下,其防雷措施介紹如下.根據(jù)雷電流陡波的折射與反射的原理,線路末端斷開(kāi)時(shí)反射波等于入射波,當(dāng)波到達(dá)開(kāi)路末端時(shí)全部磁場(chǎng)能量將轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶帕慷闺妷荷仙?倍,因此在線路末端必須要安裝避雷器.同塔多回路架設(shè)的線路由于采用相同的絕緣水平,建議在多回路線路適當(dāng)位置加裝避雷器.同時(shí),為防止雷擊

5、時(shí)對(duì)相鄰線路擇一回路絕緣子的耐壓比其他回路低些時(shí),雷擊時(shí)絕緣子耐壓低的線路時(shí)會(huì)先閃絡(luò),閃絡(luò)后相當(dāng)于地線,從而增加了對(duì)其他回路的耦合,提高了耐雷水平.架空絕緣導(dǎo)線線路遭受雷擊后,直擊雷過(guò)電壓或感應(yīng)過(guò)電壓絕緣層呈針孔狀,接續(xù)的工頻短路電流電弧受周圍絕緣的阻隔,弧根只能在針孔處燃燒,在極短的時(shí)間內(nèi)導(dǎo)線就會(huì)被整齊地?zé)龜?事實(shí)顯示,架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線大局部發(fā)生在絕緣子與導(dǎo)線固定處,且都是整齊被燒斷的.防范架空絕緣導(dǎo)線雷擊斷線的方法主要有堵塞和疏導(dǎo)2種.堵塞就是阻止雷擊閃絡(luò)后工頻續(xù)流起弧;疏導(dǎo)就是將絕緣子附近的絕緣導(dǎo)線局部裸線化,使工頻電弧弧根轉(zhuǎn)移,從而保護(hù)導(dǎo)線免于燒傷.具體方法和措施如下.(1)安裝架

6、空地線和避雷器等避雷裝置,用以限制雷電過(guò)電壓和分流雷電能量.空地線主要防止直擊雷,對(duì)于10kV架空線路其效果不是非常明顯,而且安裝架空地線需要對(duì)現(xiàn)有的桿塔進(jìn)行大規(guī)模改造甚至重新組立,增加了施工的難度和本錢.圈壓降小于5%額定值;當(dāng)有多個(gè)出口繼電器可能同時(shí)跳閘時(shí),宜采用防止跳躍繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)上述任務(wù),防跳繼電器應(yīng)為快速動(dòng)作的繼電器,其動(dòng)作電流小于跳閘電流的一半,線圈壓降小于10%殊設(shè)計(jì)的專用的多線圈中間繼電器實(shí)現(xiàn)上述任務(wù),如三相操作箱和分相操作箱中的電流啟動(dòng)電壓保持防止跳躍繼電器TBJ,及電壓?jiǎn)?dòng)電流保持的重合閘和手動(dòng)合閘繼電器ZHJ,SHJ以及跳閘壓力閉鎖繼電器1YJJ等.(1O)對(duì)斷路器跳,合

7、閘回路中的位置繼電器應(yīng)保證繼電器線圈串入附加電阻后能可靠動(dòng)作,且當(dāng)繼電器線圈或附加電阻被短路時(shí),斷路器跳,合閘線圈上的電壓應(yīng)缺乏以使斷路器動(dòng)作,且裕度不小于1.3;長(zhǎng)期流過(guò)控制回路中的跳閘線圈和合閘線圈的此,對(duì)位置繼電器可以取其額定電壓等于操作電源額定電壓的一半,并根據(jù)這一條件選取附加電阻的參數(shù),附加電阻的阻值按照保證在繼電器上的電壓等于其額定電壓的條件確定.經(jīng)過(guò)我國(guó)的長(zhǎng)期努力,供電可靠性措施已取得了初步成果.當(dāng)然,我國(guó)的供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的可靠性還存在一些問(wèn)題,但通過(guò)不斷摸索和新科技,新方法的使用,相信繼電保護(hù)的可靠性還是會(huì)不斷提高,不僅會(huì)為用戶提供良好的效勞,還會(huì)為社會(huì)創(chuàng)造更多的財(cái)富.參考文

8、獻(xiàn):【l11GB50062292.電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)Z.北京:中國(guó)方案出版社.期的研究J】.中國(guó)電機(jī)工程,2001年6月.【3】淺談提高繼電保護(hù)輔助裝置可靠性的措施.148科學(xué)時(shí)代?2021年第0l期科學(xué)時(shí)代農(nóng)網(wǎng)10kV電壓無(wú)功優(yōu)化控制分析洪貴盛/廣東電網(wǎng)公司揭陽(yáng)揭東供電局摘要本文針對(duì)10kv線路功率因數(shù),根據(jù)運(yùn)行維護(hù)實(shí)際,考慮采用1Okv線路動(dòng)態(tài)優(yōu)化補(bǔ)償方案,結(jié)合實(shí)例分析10kv線路動(dòng)態(tài)優(yōu)化補(bǔ)償方案.關(guān)鍵詞10kV電壓線路動(dòng)態(tài)補(bǔ)償通過(guò)采集線路電壓,電流,有功功率,無(wú)功功率,以節(jié)點(diǎn)電壓合格為約束條件,進(jìn)行綜合優(yōu)化處理后,形成無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備投切集中控制指令,依靠自動(dòng)調(diào)節(jié)功能,實(shí)現(xiàn)

9、電網(wǎng)無(wú)功電壓優(yōu)化運(yùn)行.在控制上采用電壓無(wú)功控制方式,根據(jù)電壓無(wú)功優(yōu)化的判據(jù),判別電壓,無(wú)功功率是否滿足電容投切要求,并執(zhí)行相應(yīng)的控制命令,同時(shí)密切監(jiān)視系統(tǒng)故障和電容器故障,一旦測(cè)量到的值大于整定值,即發(fā)出控制指令,快速切除電容器組,并閉鎖相應(yīng)的操作.無(wú)功投切依據(jù)電壓,無(wú)功功率等綜合因素,投切電容器組時(shí)電壓和無(wú)功功率滿足以下條件:ULUUHQLQQH其中,u為電壓投入門限,u為電壓切除門限,Q.為無(wú)功功率投入門限,Q為無(wú)功功率切除門限.利用電壓和無(wú)功限值,將控制區(qū)域分成9塊,結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行工況,采用微機(jī)控制,自動(dòng)調(diào)節(jié)電壓和無(wú)功,到達(dá)電壓無(wú)功優(yōu)化.考慮綜合本錢,采用三相投切方式.電容器為等容量三相電

10、容,在電壓過(guò)零時(shí)投入,在電流過(guò)零時(shí)切除,有效抑制操作過(guò)電壓和合閘涌流.1-3電容器組接線方式目前用于無(wú)功補(bǔ)償?shù)母邏翰⒙?lián)電容器組一般采用單星形和雙星形的接線方式.因?yàn)槿切谓泳€時(shí),電容器要承受系統(tǒng)的線電壓,必須提高電容器的額定電壓,而且任意一相電容器擊穿短路時(shí),將造成相線路的兩相短路,短路電流很大,有可能引起電容器爆炸,這對(duì)高壓電容器特別危險(xiǎn),因此考慮高壓電容器組不采用三角形安裝避雷器是比擬容易實(shí)現(xiàn)的方法之一.與輸電線路相比,配電線路需要保護(hù)的范圍更廣,很難完全消除配電線路的雷擊故障.研究說(shuō)明,安裝避雷器的密度與限制雷電感應(yīng)過(guò)電壓的水平成正比關(guān)系,所以如果要消除配電線路的雷電事故,必須每基桿塔的

11、每相都要安裝避雷器.對(duì)于鎮(zhèn)區(qū)內(nèi)的線路,如果只單純限制雷電感應(yīng)過(guò)電壓事故,那么避雷器的安裝密度可以降低至每200360m線路每相安裝避雷器.安裝的避雷器可以采用帶串聯(lián)間隙的架空配電線路復(fù)合外套避雷器.當(dāng)雷擊線路后,避雷器間隙擊穿,雷電流經(jīng)過(guò)間隙一避緣子并聯(lián)安裝.首先將不銹鋼電極裝配到一起,并套裝到避雷器螺栓上;將絕緣支架與不銹鋼電極裝配到一起并套裝到絕緣子的放電間隙(即調(diào)整不銹鋼電極在避雷器高壓端螺栓上的位置以及接地電極的安裝位置),使絕緣導(dǎo)線與不銹鋼電極之間的距離控制在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi),且不銹鋼電極至絕緣子螺桿的距離不小于50mm,對(duì)桿塔的接地電阻要求控制在30Q以下.(2)局部增加絕緣厚度,

12、或采用長(zhǎng)閃絡(luò)路徑避雷裝置,延長(zhǎng)閃絡(luò)路徑,導(dǎo)致電弧容易熄滅.雷電過(guò)電壓作用在配電線路上,當(dāng)絕緣子的絕緣水平低于引起短路故障,取決于線路的額定電壓,閃絡(luò)路徑的長(zhǎng)度,發(fā)生直接接地配電系統(tǒng),當(dāng)工作電壓與閃絡(luò)路徑長(zhǎng)度的比值即電場(chǎng)強(qiáng)度(E=Uph/L)減少時(shí),由雷電閃絡(luò)開(kāi)展為工頻續(xù)流的可能性將大為減小,當(dāng)E=710kV/m時(shí),由雷電閃絡(luò)開(kāi)展為工頻續(xù)流的可能性根本為零,即建弧率為零.(3)采用新型結(jié)構(gòu)的絕緣子.在絕緣子與導(dǎo)線聯(lián)接處,剝離局部絕緣導(dǎo)線的絕緣層,使電弧能夠在剝離局部滑動(dòng),而不是固定在某一點(diǎn)燒蝕.為此該絕緣子應(yīng)設(shè)計(jì)為帶有滅弧外間隔的,以便在雷電過(guò)電壓作用時(shí),能夠切斷工頻續(xù)流,防止續(xù)流燒斷導(dǎo)線.線的

13、絕緣層.一是對(duì)于輻射型線路,將導(dǎo)線的絕緣層由絕緣子軸線起向負(fù)荷側(cè)剝離100150mm,在剝離段負(fù)荷側(cè)端部加裝1個(gè)厚重的鋁合金線夾.當(dāng)雷擊引起絕緣子閃絡(luò)后,工頻續(xù)流電弧在電動(dòng)力的作用下迅速沿著被剝離的導(dǎo)線段向防弧線夾處移動(dòng),且弧根固定在防弧線夾上燃燒.二是對(duì)于環(huán)網(wǎng)線路,將絕緣子兩側(cè)的導(dǎo)線絕緣層分別剝離100150mm,剝離段的兩側(cè)端部都加裝防弧線夾.當(dāng)雷擊引起絕緣子閃絡(luò)后,工頻續(xù)流電弧在電動(dòng)力的作用下迅速沿著剝離導(dǎo)線段向背離電源方向的防弧線夾處移動(dòng),且弧根固定在防弧線夾上燃燒.電力電纜應(yīng)根據(jù)其本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和與其他電氣設(shè)施連接的要求,按照不同電壓等級(jí)采取不同的防雷方法.當(dāng)與架空線連接時(shí),根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)

14、準(zhǔn)和運(yùn)行規(guī)程的要求,所有的戶外電纜頭處都要裝設(shè)裝置的有效接地.為防止由于變壓器熔斷器熔斷后配變臺(tái)架失去避雷器保護(hù),避雷器宜裝在高壓熔斷器之前.另外,還可以利用配變進(jìn)線繞成直徑100mill,10匝的電感線圈,利用電抗器的原理阻止雷電波入侵,對(duì)配變實(shí)施多重保護(hù).按規(guī)程規(guī)定,總?cè)萘繛?00kVA以上的配變,其接地裝置的接地電阻不應(yīng)大于411,每個(gè)重復(fù)接地裝置的接地電阻不應(yīng)大于l0Q;總?cè)萘繛?00kVA及以下的變壓器,其接地裝置的接地電阻不應(yīng)大于1011,每個(gè)重復(fù)接地裝置的接地電阻不應(yīng)大于3011,且重復(fù)接地不應(yīng)少于3處.另外,需要撤除的配變臺(tái)架需連同引下線一同撤除.配變臺(tái)架的角鐵橫擔(dān)使用接地引下線可靠接地,也是防止雷擊損壞絕緣子的有效方法.配變兩側(cè)都要裝設(shè)避雷器.因柱上斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的絕緣水平比線路絕緣子低,應(yīng)在這些設(shè)備兩端裝設(shè)避雷器,且接地電阻要小于1011.10kV配網(wǎng)的防雷措施要從設(shè)計(jì)階段就開(kāi)始進(jìn)行詳細(xì)地