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        10kV架空線路避雷器的使用

        2016-12-13 04:01:58洪雪燕福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院
        大陸橋視野 2016年20期
        關(guān)鍵詞:氧化鋅避雷器過電壓

        洪雪燕 / 福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院

        10kV架空線路避雷器的使用

        洪雪燕 / 福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院

        分析了10kV線路的防雷特點(diǎn),介紹了線路型氧化鋅避雷器保護(hù)原理、放電電壓的確定及10kV架空線路避雷器的選擇和使用。

        10kV線路;氧化鋅避雷器

        0.10kV架空線的防雷特點(diǎn)

        在我國,10kV電網(wǎng)多數(shù)采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地,發(fā)生單相接地時(shí),由于對三相用戶來說,線電壓的大小、相位不變,所以可以繼續(xù)供電2小時(shí),絕大多數(shù)的單相接地都不會建立起穩(wěn)定電弧而引起線路跳閘。因此,10kV線路在防雷方面,主要是防止相間短路。

        10kV架空線路在防雷方面,不架設(shè)避雷線,因?yàn)?0kV線路絕緣水平低,架設(shè)避雷線容易反擊,作用不大。10kV線路在架設(shè)時(shí),常采用三角形排列,頂相絕緣較弱,下面兩邊相絕緣較強(qiáng),例如頂相采用P-10型針式絕緣子,而兩邊相采用懸式X-4.5型絕緣子或采用瓷橫擔(dān)DC-230/250,這樣頂相相當(dāng)于避雷線,遭雷擊時(shí),頂相接地,對兩邊相起耦合作用,降低了兩邊相導(dǎo)線的對地過電壓,防止兩邊相接地,形成相間短路。

        配網(wǎng)的雷害80%是感應(yīng)雷,所以感應(yīng)雷是配網(wǎng)雷電過電壓的主要防護(hù)目標(biāo)。遭受感應(yīng)雷概率高的線路有:不處于山頂?shù)臈U塔、無大跨越的桿塔、周邊有較高建筑物或樹木的桿塔、有高電壓等級線路上方穿越或旁邊通過的桿塔等。對于個(gè)別處于山頂?shù)臈U塔、大跨越的桿塔、處于空曠地帶的桿塔,遭受直擊雷概率較高。

        10kV電網(wǎng)的防雷,主要是在變電站出線側(cè)裝避雷器,變壓器的高低壓出線側(cè)裝避雷器,線路中間缺少避雷器保護(hù)而易遭雷擊,即使這些安裝的避雷器動作,也很難限制線路中間的過電壓而導(dǎo)致線路絕緣子閃絡(luò),因此,10kV線路在個(gè)別絕緣薄弱的桿塔上裝設(shè)線路型氧化鋅避雷器或保護(hù)間隙是很有必要的,下面,就線路型氧化鋅避雷器在線路上的使用進(jìn)行闡述。

        1.氧化鋅避雷器的保護(hù)原理

        氧化鋅避雷器有串聯(lián)外間隙和無間隙兩種,無串聯(lián)間隙的氧化鋅避雷器在長期運(yùn)行中閥片受工作電壓的作用,會逐漸老化,如密封不嚴(yán)會使閥片受潮,加劇閥片的劣化。泄漏電流的阻性分量會使閥片溫度升高,產(chǎn)生有功損耗,導(dǎo)致熱崩潰,所以在線路上使用的氧化鋅避雷器大多是采用串聯(lián)間隙的。

        帶串聯(lián)間隙的氧化鋅避雷器與線路絕緣子并聯(lián),線路正常工作時(shí),氧化鋅避雷器通過串聯(lián)間隙與線路電壓隔離,氧化鋅避雷器的存在對線路運(yùn)行不影響。當(dāng)雷擊桿塔或線路出現(xiàn)雷電波(線路遭雷直擊或線路出現(xiàn)感應(yīng)雷),這時(shí)線路絕緣子壓降增大,當(dāng)絕緣子壓降超過避雷器的u50%,則絕緣子間隙擊穿,雷電波經(jīng)過間隙閃絡(luò)通道和避雷器閥片接地,把絕緣子上的過電壓控制下來,防止絕緣子閃絡(luò)。避雷器動作后,氧化鋅避雷器的殘壓限制在低于絕緣子的閃絡(luò)電壓,而且避雷器閃絡(luò)后,在雷電波下降到低于避雷器動作電壓后,避雷器能迅速恢復(fù)絕緣,防止繼電器動作跳閘,造成供電中斷。

        2.氧化鋅避雷器串聯(lián)間隙u50%的確定

        氧化鋅避雷器的串聯(lián)間隙,起到隔離線路電壓和閥片的作用,線路正常工作時(shí),線路工作電壓由間隙承受,閥片處于“休息”狀態(tài),串聯(lián)間隙u50%的確定,應(yīng)滿足以下三個(gè)條件:

        (1)雷電過電壓下,間隙應(yīng)可靠擊穿,把雷電過電壓控制下來,保證間隙的u50%與絕緣子閃絡(luò)電壓的可靠配合。

        (2)串聯(lián)間隙應(yīng)能承受暫時(shí)過電壓和操作過電壓,為此,串聯(lián)間隙應(yīng)足夠大,以保證避雷器在暫時(shí)過電壓和操作過電壓下不動作,氧化鋅避雷器故障時(shí),間隙要可靠隔離。

        (3)雷擊使間隙放電后,在工頻電壓作用下,間隙應(yīng)能保證在1~2個(gè)周波內(nèi)恢復(fù)絕緣,以防止保護(hù)動作跳閘,使供電中斷。

        (4)線路型氧化鋅避雷器整體的u50%是由間隙的u50%和氧化鋅避雷器本體的U1mA共同決定。

        3.10kV架空線路加裝避雷器的基本原則

        (1)對于雷擊跳閘率高的10kV裸導(dǎo)線直線桿的防雷,可選用以架空導(dǎo)線為高壓電極的外串聯(lián)間隙避雷器(如圖1,YH5CX1-17/50型等)。或選用帶高壓金具電極的外串聯(lián)間隙避雷器(如圖2,YH5CX6-13/40K型等)。

        圖1 YH5CX1-17/50避雷器安裝示意圖

        圖2 YH5CX6-13/40K避雷器安裝圖

        (2)對于雷擊跳閘率較高,易發(fā)生雷擊斷線的10kV絕緣導(dǎo)線直線桿的防雷,宜選用穿刺電極式外串聯(lián)間隙避雷器(YH5CX2-13/40型等)。

        (3)10kV裸導(dǎo)線或絕緣導(dǎo)線耐張桿的防雷,宜裝設(shè)帶支撐件(棒形復(fù)合絕緣子)外串聯(lián)間隙避雷器(YH5CX7-13/40型等)。

        (4)對于安裝外串聯(lián)間隙避雷器確有困難的個(gè)別位置,必要時(shí),也可安裝YH5WS-17/50型無間隙氧化物避雷器。但宜配帶脫離器,以便在避雷器損壞時(shí)與系統(tǒng)自動脫離,以免影響電網(wǎng)正常運(yùn)行。

        (5)外串聯(lián)間隙避雷器應(yīng)安裝在線路主要潮流方式下絕緣子的負(fù)荷側(cè)。為達(dá)到較好防雷效果,應(yīng)每基電桿而且整基電桿每回線路的每一相都要裝。

        (6)對于既有線路,除配電設(shè)備(變壓器、電纜頭、線路開關(guān))前后兩基電桿使用外串聯(lián)間隙避雷器應(yīng)另設(shè)人工接地體(接地電阻一般不大于30歐)外,其余電桿可不設(shè)置人工接地裝置;對于新建線路,宜在每基電桿處設(shè)置接地,在鋼筋混凝土電桿內(nèi)部設(shè)置接地引下線,設(shè)置集中接地極,并在電桿水泥表面橫擔(dān)位置預(yù)留電氣連接端子。

        4.總結(jié)

        10kV架空線路的防雷保護(hù)方法有多種,如:提高線路絕緣子絕緣水平,中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地,線路采用三角形排列,自動重合閘等等,個(gè)別絕緣薄弱桿塔裝避雷器是很有效的防雷措施。桿塔上裝避雷器時(shí),對避雷器型式的選擇很重要,本文對桿塔避雷器的工作原理、避雷器放電電壓的確定,以及桿塔避雷器的選擇進(jìn)行了具體的闡述。

        [1]DL/T815-2002交流輸電線路用復(fù)合外套金屬氧化物避雷器[S],2002.

        [2]解廣潤主編,電力系統(tǒng)過電壓M,水利電力出版社,1985.

        [3]浙江大學(xué)趙智大主編高電壓技術(shù),中國電力出版社.

        [4]JB/T10497-2005交流輸電線路用復(fù)合外套有串聯(lián)間隙金屬氧化物避雷器[S].2002.

        [5]張紅主編高電壓技術(shù),中國電力出版社.

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