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10kV配电线路防雷分析及措施

来源:知库网
10kV配电线路防雷分析及措施

摘要:跟随社会的发展,城镇的的经济也踏上快速道 ,人民对电力的需求与要求也在不断上升,10kV配电线路普遍应用于城镇和乡村电网中,但由于其点多,面广,线长,负荷变化复杂,设备质量参差不齐等状况,在雷雨天气下遭受雷击的情况时有发生,因此切实做好配电线路的防雷工作不断改进防雷措施、运用防雷技术对社会发展具有重要而深远的意义。结合连滩供电所辖区10kV线路近几年雷击跳闸次数原因分析,并提出相应的解决措施,对其防雷能力进行改造并取得了良好的效果。希望通过防雷措施的完善保证电网的正常运转,提高电网供电可靠性。

关键词:10kV配电线路;防雷措施;防雷改造 前言

配电线路的防雷保护工作,一直是电力建设设计施工和运行维护的重点内容。尤其迎峰度夏时节、雨季,电网负荷重,线路压力大,给工业的生产运行带来了隐患,降低了居民用电稳定性,阻碍经济社会发展。山区地形地貌情况复杂,配电线路的建设受地势起伏的直接影响,部分地区海拔较高,供电半径过长,手拉手供电能力较弱,很多线路被布置在空旷地区,这些地区防雷措施较为单一,容易产生雷击事故,所以本文就连滩供电所10kV上桥线配电线路2018年至2020年里发生的线路雷击事故进行分析,除开了强台风的不可抗拒等天气影响,经统计引起线路跳闸的,通过巡视排查,确定其中跳闸故障原因43%为雷击造成的。

1、连滩供电所10kV配电线路概况 1.1 连滩供电所10kV上桥线配电线路概况

连滩供电所位于广东省云浮市郁南县连滩镇,该地区是典型的城乡结合区,现有10kV线路4条分别为连滩线、连溪线、西坝线、上桥线,4条主线路总长

94.268km,其中10kV上桥线线路总长度32.956km,主要供电区域为乡村地区于1990年投运。供电分区划分为D类,主要用电类别为乡镇居民及农业用电。

1.2 10kV上桥线故障情况

连滩供电所10kV上桥线2018年跳闸次数为20次,其中雷击引起跳闸次数为10次,造成永久故障为2次,过流重合闸成功为8次;2019年为10次,其中雷击引起跳闸次数为5次,造成永久故障为1次,过流重合闸成功为4次,2020年为9次,用户设备引起1次,其中雷击引起故障次数为8次,造成永久故障为3次,过流重合闸成功为5次。且主要集中为台风雷雨季节多发期的5、6、7、8月份,连续几年居高不下的情况,引起了局领导的重视。

2、连滩供电所10kV上桥线配电线路防雷现状 2.1 配电线路的安装问题

10kV上桥线配电线路大部分台变运行时间超过20年,台变避雷器老化严重,触头和接地点螺丝锈蚀,泄雷能力大大降低,同时比较多的台区设计落后,存在着配电线路的搭建以及配套的避雷器设备安装不够合理的问题,避免不了雷电天气下对配电线路的损害。上桥线线路走廊前段线路公路边,后段线路部分在高山上。

2.2 历史发展遗留问题

由于历史发展原因,在大多数情况下配电线路架设时本身就存在着严重的安全隐患,以前发展求快,注重考虑经济问题,比较少考虑安全稳定运行问题、差异化运行维护、所经地区的气候条件以及地质条件是否适宜铺设配电线路,而是采用模块化的标准进行线路安装,这就不可避免部分线路故障多发的状况,以前施工为了减少施工成本节省开支,部分工程队会选择适当减少避雷设施的装配,甚至有些监管不到位的地区直接不安装避雷设备,同时以前验收流程管理不规范,部分线路没有按照相关要求对线路进行验收,这就为雷电发生时造成损失埋下了巨大的隐患。

2.3 环境因素以及自身问题

雷电活动多发于春季和夏季。大部分雷电活动都伴随雷暴天气,并伴有强风和强降水。按照现代雷电理论雷击分为直接雷击与感应雷击。

直接雷击的破坏主要表现在雷电流热效应的破坏作用、雷电流冲击波的破坏作用、雷电流电动力效应的破坏作用。感应雷击主要表现在:静电感应的破坏作用、电磁感应的破坏作用,除直接雷击影响外,雷电引起的冲击过电压和电流成为造成电子设备损坏和工作中断的新的主要因素之一,更多的雷灾损失表明,70%以上是感应雷击造成的。

10kV上桥线后段线路所经地区雷电天数较多且强度较大,大雾天气比较多可能导致线路避雷器老化、绝缘子积污严重,使得应对雷电灾害的水平降低也是目前配电线路防雷效果不明显的主要原因,即使是质量很好的配电线路也会在恶劣的环境下难以发挥实际效果,功能过早地损耗,线路也会很快老化。再加上雷电频发,因此就更容易发生故障。

2.4 运行维护以及维修计划不完善

10kV上桥线配电线路的防雷现状主要原因就是后期的运行维护保护措施做得不好,相应的维修计划也没能持续跟进,长时间带隐患运行,一些渐渐出现的问题就难以得到及时解决,这就极容易导致雷电发生时出现电路事故。此外,没有根据线路地区走向以及历史多发雷区进行差异化维护,同时对于雷电高发区,没有对以前建立的线路地网进行测量,没有及时向上级反映立项改造,导致所铺设的配电线路使用寿命会大大缩减,而每隔一段时间就要对线路进行更换,这就大大增加了维修成本。

3、连滩供电所10kV配电线路改造措施

针对2020年10kV上桥线路跳闸次数多,且雷击引起的次数多,引起局领导重点关注,通过编制2021年10kV上桥线路线路“一线一策”,立项对线路改造,并按相关要求严格执行,以降低线路故障率。

3.1 提高线路绝缘水平

通过用加强线路绝缘的方式,可以有效地解决雷击线路跳闸问题。从具体实施上来看有两个方面,其一是提高绝缘子数量;其二是利用架空绝缘导线、瓷横担等方式直接替换裸导线。相同条件线路雷击绝缘能力水平相同条件下,采用瓷横担可以有效率地降低不同线路受到雷击导致跳闸的概率。提高配电线路的裸绝缘技术水平,可以提高线路在直击雷和感应雷过电压下的防雷性能。

3.2 加装避雷器、避雷针

在10kV上桥线雷区及雷击故障率高的区段,通过立项、停电计划,对辖区所有台变存在缺陷避雷器进行更换,加装避雷器及避雷针,通过差异化运维提高线路防雷水平。

避雷器是一种能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量,保护设备免受瞬时过电压危害,又能截断续流,不致引起系统接地短路的电器装置。连接在导线和地之间的一种防止雷击的设备,通常与被保护设备并联。避雷器可以有效的保护电力设备,一旦出现不正常电压,避雷器产生作用,起到保护作用,当电压值正常后,避雷器又迅速恢复原状,以保证系统正常供电,装设避雷器可以防止变压器绕组的主绝缘因过电压而损坏。

在10kV配电线路安装避雷针也是一种防雷方法。避雷针可以很好地把直击电流引入地下,保护配电线路的安全。但是在设计时需要避开避雷针的一些不足。尽量在技术的指导下安装避雷针,保证使用效果。

在10kV配电线路对雷击较为集中的线段考虑安装避雷线在进行架空避雷线的该防雷方法虽然相对传统,但是具体应用过程中有着良好的效果,采用这一方式防雷不必像其他避雷设施那样需进行经常性的维护。不过需要的成本相对比较高,如果经过计算经济效益比较好,可以考虑在经常雷击断线的线路段安装。

3.3 改善杆塔接地装置

降低杆塔接地电阻是是常用的配电线路解决雷击的措施之一。据科学研究表明,感应雷的存在导致10kV配电线路在遭受雷击候容易跳闸,因此就这个问题来看,可以通过减低杆塔接地电阻,降低接地电阻促进雷电流冲击波高效泄放。

接地电阻阻值的大小是影响杆顶电位高低的重要决定性性因素。如果杆塔接地电阻过大,雷击时易使杆顶的电位处于一个相对高的水平,然后会对线路产生反击作用,如果接地电阻符合要求,当雷电电流击中配电线时,雷电电流基本上将沿着杆塔导人地底,保证配电线路安全。

一些土壤电阻率较高的高山复杂地质地貌的地区。需要采用更换表层土、埋设连续伸长接地体、运用降阻剂减低接地电阻等方法,来保障配电线路安全。

对辖区全部10kV线路进行杆塔接地电阻测试,发现接地电阻不符合规定的,立即上报部门,立项整改。对2021年后新装的变压器要求相关人员在验收中把好关,重视配变接地电阻摇测工作,对不合格的配变需整改完成通过验收合格后才给予供电。并定期测量杆塔、台变接地电阻,保证引下线与人工地网可靠电气连接且接地电阻值在合格范围内。

3.4 科学预测雷电天气及时预防雷电发生

在雷电发生之前利用科学技术、科学合理的预测雷电天气,如果有雷电天气的预报时切实加强检查关键设备的防雷设施建设和质量,保证雷电天气发生时各个设备可以正常有序运转。通过这种方式不仅可以更好的保护配电线设备免受雷电的电击而且可以及时有效地的对配电线设备进行时时检查维护,保障日常的维护工作,提高配电线防雷能力。

3.5 运维工作开展情况

继续加强线路运行维护,按照“一线一策”要求,利用“人巡+机巡”的巡视方式,全面梳理线路外部隐患台账,落实差异化运维和设备主人工作机制。将雷区黑点线路在雷雨天气前后进行特殊巡视,综合巡视记录和历史故障数据分析。根据差异化运维思路,总结差异化运维和设备主人工作机制经验,对辖区内其他线路全面落实。对于线路故障集中的区段,还使用硅胶绝缘子的杆塔,后期更换成玻璃绝缘子,并对绝缘子的劣化情况进行统计、分析, 确保线路绝缘始终满足运行要求。

4、10kV上桥线防雷改造成效

通过以上介绍,我们供电所针对10kV上桥线2018年到2020年雷击跳闸率高的情况,考虑到线路经过地区雷电活动强,山多且高,在易击段、易击点,易受雷电绕击的杆塔对其采用了更换新型避雷器和加装线路避雷器、避雷针的方式进行防雷改造。立项对10kV上桥线经常发生雷击事故的线路共更换避雷器3套,加装线路避雷器3套,加装避雷针3套,更换和加装玻璃绝缘子44片,杆塔地网改造3处。通过防雷改造后,2021年8月至2022年8月10kV上桥线线路的跳闸次数一共为5次,2次为外部施工造成,其中雷击跳闸次数为3次,均过流动作重合闸成功。雷击永久故障率明显降低,防雷措施改造后效果良好,大大提高了线路可靠性。

5、结束语

10kV配电线路设备的防雷措施提高能够保障配电线的安全可靠运行,在实践过程中10kV配电线路防雷措施还应该结合自身实际情况科学的做好防雷工作。目前,我局按照防雷保护措施对新建10kV线路进行设计和对运行中的10kV线路进行技术改造,提高了线路防雷质量,并加强了对10kV线路的运行管理工作。从近几年的运行情况看,雷雨季节期间雷击跳闸事故已大大降低,供电的可靠性得到了有效提高,收到良好的经济效益和社会效益。

6、致谢

感谢黄光炎老师对本文的修改提出了宝贵意见,谨此致谢! 参考文献

[1]10kV配电线路的防雷措施分析 林福银;《科技资讯》;2018-11-11 [2] 配电线路防雷措施及保护效果分析 陈诗琦,高振国;《电子世界》;2021-07-15

[3]架空配电线路防雷技术优化要点分析 何亮;《农村电气化》;2022-05-16

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