10kV配電線路防雷措施研究與應(yīng)用

張翔

摘要：電能是人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ髦械谋貍淠茉础ｋS著社會的不斷發(fā)展，電力線路的增多，雷電對我們供電系統(tǒng)的影響也是越來越大，配電網(wǎng)線路防雷系統(tǒng)的研究也就顯得越來越重要。配電網(wǎng)和配電線起到連接電力供應(yīng)整個電力使用的紐帶作用，它也是整個電力供應(yīng)過程中極易出現(xiàn)問題的一環(huán)，而雷電具有極強(qiáng)的破壞性，因此防雷變得尤為重要。

關(guān)鍵詞：10kV配電線路;防雷措施;應(yīng)用

引言

到目前為止，人們的日常生活已離不開電力，隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)進(jìn)步，企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展對于電力的需求正在逐年增長，為了能夠更好的供應(yīng)電力，我國大部分配電線路基本上均升級至10kV，雖然該配電線滿足了人們生活與企業(yè)發(fā)展的需求，但是10kV配電線由于電壓過高，容易受到雷電破壞，本文就10kV配電線路防雷措施進(jìn)行詳細(xì)闡述。

1雷電的破壞

長期以來，雷擊均是致使電力系統(tǒng)遭受故障的主要因素。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，超過60%的配電線路故障均是由于雷擊所致。在架空配電線路中，因本身處于空曠地帶，線路之間相互交錯，使得遭受雷擊的風(fēng)險(xiǎn)極大。此外，10kV配電線路較其他線路，自身的電壓等級相對較低，這導(dǎo)致該線路的絕緣水平相對有限，雷擊過電壓非常容易導(dǎo)致配電線路發(fā)生絕緣閃絡(luò)問題，并因此引發(fā)停電故障，極不利于線路運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性的提升。

1.1雷電感應(yīng)

天空中的帶電云層和與大地之間產(chǎn)生的巨大靜電場。在雷擊作用下出現(xiàn)大范圍的電力釋放，當(dāng)正負(fù)電荷與附近地面中的導(dǎo)體、電力線路以及金屬設(shè)備相接時，就會產(chǎn)生束縛電荷。由于無法快速疏散電荷而形成了感應(yīng)過電壓。尤其是當(dāng)雷擊放電與輸電線路相交時這種感應(yīng)器過電壓的數(shù)值可達(dá)到數(shù)百千伏，瞬間導(dǎo)致整個電力網(wǎng)絡(luò)中的線路由于電流和電壓過大出現(xiàn)絕緣閃絡(luò)的現(xiàn)象，進(jìn)而影響到整條線路上的所有連接的電氣設(shè)備受到破壞。

1.2直接雷擊

當(dāng)雷電直接擊打在架空電線路或是與建筑物接觸時，強(qiáng)大的雷電所造成的電波會沿著輸電線路直接進(jìn)到建筑內(nèi)部。同時高電位以及閃絡(luò)放電的原因造成室內(nèi)電氣設(shè)備的損壞。雷電生成的電流值和電壓數(shù)值非常高，低則幾萬伏瞬間電壓值可達(dá)到幾百萬伏。而且它出現(xiàn)的時間非常短暫，短時間所釋放出的巨大能量從功率角度來看具有強(qiáng)大的破壞力。

2 10kV配電線路發(fā)生雷擊現(xiàn)象的主要原因

2.1線路設(shè)計(jì)安裝不合理

配電線路本身的設(shè)計(jì)與安裝對避雷效果也會有很大的影響，一般情況下，各地區(qū)在實(shí)際10kV配電線路設(shè)計(jì)時都是按照配電需求與規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的，對于避雷設(shè)計(jì)沒有進(jìn)行重點(diǎn)規(guī)劃。就導(dǎo)致配電線路的防雷措施與當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件與氣候條件不適應(yīng)，防雷措施的安裝就無法真正的發(fā)揮避雷的效果。另外，在進(jìn)行配電線路防護(hù)工作時，沒有充分的考慮其防雷作用，從而為配電線路運(yùn)行留下安全隱患，導(dǎo)致10kV配電線路雷擊事件頻發(fā)。

2.2防雷設(shè)備配置不足

不同的電子設(shè)備需要配置不同的防雷裝置，我們僅僅做到按要求安裝防雷設(shè)備是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，我們還要做到可以確保防雷設(shè)備配置的完好。我們常見的避雷針、避雷線以及避雷網(wǎng)和不常見的避雷帶都是我們防雷設(shè)備中接閃器的一種。我們常見的這些避雷針、避雷線、避雷網(wǎng)和不常見的避雷帶對材質(zhì)的要求也是嚴(yán)格的，不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備會對整個防雷系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響，采用高品質(zhì)高規(guī)格的避雷針，可以利用自己“身高”的優(yōu)勢，將雷電通過導(dǎo)體，導(dǎo)入到大地里面去，對供電設(shè)備保護(hù)起到一定的作用，也能確保用電客戶的設(shè)備安全。除了這些防雷裝置，不常被人們所知的還有金屬氧化物避雷器、排氣式避雷器、閥式避雷器等等避雷設(shè)備。無論是哪一種避雷設(shè)備，在配置上都應(yīng)嚴(yán)加把關(guān)，投入更多的技術(shù)方面的研究工作。

3 10kV配電線路防雷措施的具體應(yīng)用

3.1規(guī)避外力破壞

外力對配電線路的影響是較為嚴(yán)重的，如在配電線路經(jīng)過的地區(qū)，由于出現(xiàn)交通事故導(dǎo)致配電線路的電線桿被撞斷，使配電線路發(fā)生故障。對于配電線遭遇外力的破壞是無法完全杜絕的，所以，在配電線經(jīng)過的區(qū)域，當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門應(yīng)當(dāng)組織相關(guān)工作人員，對配電線路周圍進(jìn)行定期巡查，盡量減少外力對配電線的破壞。在部分發(fā)達(dá)地區(qū)，支撐配電線的電線桿可能會因?yàn)槭褂脮r間過長，出現(xiàn)老化的現(xiàn)象，此時電線桿最容易因?yàn)橥饬Χ黄茐模裕?dāng)?shù)仉娏Σ块T應(yīng)當(dāng)在老舊電線桿出張貼警示標(biāo)志，另外，電力部門對于老舊的電線桿應(yīng)當(dāng)及時上報(bào)更換。隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，人均GDP增長快，政府部門應(yīng)大力招資，建立專門的配電線路團(tuán)隊(duì)，切實(shí)保障10kV配電線路安全。

3.2提高線路絕緣水平

以目前情況來看，提高配電線路的絕緣水平，對線路的防雷水平具有一定程度上的提升。據(jù)研究表明，在配電線路遭遇雷暴雷擊時，一般分為直擊雷與感應(yīng)雷兩種，在我國的配顯現(xiàn)遭雷擊情況中，大部分都是感應(yīng)雷。直擊雷是雷電直接擊中配電線，相比感應(yīng)雷，直擊雷的波動范圍小，但是配電線肯定會受到較大的傷害;感應(yīng)雷是因?yàn)樵诶自圃谥械睦纂娛艿脚潆娋€中的電流所影響，產(chǎn)生了感應(yīng)，使配電線遭受雷擊，且感應(yīng)雷的波動范圍較廣，可能會導(dǎo)致配電線路產(chǎn)生大規(guī)模癱瘓。所以，要加強(qiáng)配電線路中的線路絕緣性，減少電路中電流與雷電之間的感應(yīng)，降低雷擊率。

3.3線路避雷器

氧化鋅避雷器是目前在電力網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用于防雷裝置中的一種防雷設(shè)備，這種避雷器主要分為空氣間隙和無間隙兩類。有空氣間隙的設(shè)備能夠解決因瞬間雷擊而成生的跳閘、斷線的問題;而無間隙的避雷器只能控制因雷電所產(chǎn)生的較大電壓和被截?cái)嗟墓ゎl續(xù)流，同時能夠再出現(xiàn)閃絡(luò)之后吸收雷電所釋放的電力能量。在使用氧化鋅避雷器時避雷設(shè)備與被保護(hù)的電氣設(shè)備之間必須要符合以下幾個條件：首先，氧化鋅避雷設(shè)備在泄流之后的產(chǎn)生的殘余電壓要低于被保護(hù)設(shè)備所能夠承受的最大的電壓值。二者之間的伏安特性應(yīng)當(dāng)能夠相互契合;其次，要注意設(shè)備所產(chǎn)生的放電電壓要低于被保護(hù)對象所具有的電壓值，也就是說二者之間的伏秒性要相互契合。

線路避雷器能夠有效地提高電力線路對于雷擊的耐受能力，降低因雷擊而產(chǎn)生的跳閘概率，使電力線路能夠穩(wěn)定運(yùn)行。然而這種設(shè)備也存在一定的局限性：首先，動作電壓以及殘留電壓等參數(shù)在設(shè)備生產(chǎn)過程中就已經(jīng)預(yù)設(shè)，無法在后期進(jìn)行調(diào)節(jié)，無法依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行差異性保護(hù);其次，避雷器設(shè)備主要是通過流容量來吸收電流，由于其具有局限性導(dǎo)致避雷器遭受雷電流量過大時，無法承受雷電流所產(chǎn)生的能量而引發(fā)爆炸;再次，避雷器設(shè)備很容易在使用過程中出現(xiàn)老化，損壞的問題，尤其是處于長期電壓負(fù)荷的作用下，避雷器的閥片很容易出現(xiàn)腐蝕、老化的問題，進(jìn)而引發(fā)電力網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障;最后，避雷器投入成本較高，無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的應(yīng)用，而且使用一個階段之后就必須要對避雷器進(jìn)行更換或是調(diào)試，增加了設(shè)備的投入量和人員工作量。

結(jié)語

10kV配電線路對我國的人民水平提高及經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展具有基礎(chǔ)作用，如果出現(xiàn)電力故障，將會對我國的發(fā)展及人民的正常生活造成較大影響。本文論述了我國配電線路遭受雷擊的主要原因，并提出了幾條相應(yīng)的防護(hù)措施，希望對我國的電力安全提供幫助，為我國的穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

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