郭松
國網(wǎng)湖南省電力有限公司常德市西湖供電分公司 湖南常德 415921
由于我國特殊的地理環(huán)境和氣候,使得雷雨天氣相對較多,閃電活動頻率較高。一般來說,配電線路都是在郊外地區(qū),很容易受到環(huán)境和氣候的影響,如果經(jīng)常出現(xiàn)雷雨天氣,就可能會對配電線路產(chǎn)生破壞,導致配電線路遭雷擊,從而影響電網(wǎng)的安全。再加上,如今人們對電力的需求在不斷增加,配電線路日益復雜,其規(guī)模也在逐漸擴大,這就在一定程度上提高了雷擊的概率。一旦出現(xiàn)配電線路遭雷擊的情況,電壓就會高于相應的絕緣體,電網(wǎng)中的設備會出現(xiàn)跳閘,嚴重的還會造成觸電、火災等事故,對人們的生活和安全帶來巨大的影響。因此,配電線路的防雷設計對于配電網(wǎng)的安全運行有著非常重要的意義,它是保證電網(wǎng)正常運行的前提,應該引起足夠的重視。
直接形式的雷擊電壓,實際上就是指帶電的云層直接對配電線路進行攻擊,這種雷擊電流會在它所攻擊的電力設備中潛伏一段時間,然后流向地面,對相關的設備產(chǎn)生破壞。但一般來說,直接形式的雷擊電壓發(fā)生的幾率并不高,日常生活中也比較少見。
在雷擊類型中,感應形式的雷擊是比較常見的。感應形式雷擊電壓主要是指,在帶電云層放完電之后,配電線路中的負電荷會朝著兩側移動,正電荷會朝著電場四面移動,移動的過程中會逐漸轉化為束縛電荷。在這種情況下,如果說雷云正在放電的狀態(tài)下,負電荷就會中和,減小對正電荷的束縛,并形成電壓波朝著兩側移動,最終形成一種靜電感應電壓。雷云在釋放電荷的時候,會慢慢形成一個巨大的磁場,其中磁力線在經(jīng)過地面和配電線路的過程中,會形成電磁感應電壓。當這里產(chǎn)生的電磁感應電壓和前面的經(jīng)典感應電壓向接觸并融合,就會造成感應形式的雷擊電壓。由于感應雷擊電壓的幅值大大的高于電力設備的電壓,因此發(fā)生雷擊的概率就比較大。
在當前我們常用的110kv配電線路中,避雷線的應用具有相當重要的意義,它的防雷效果是巨大的,能夠對配電線路中的絕緣層進行強有力的保護。避雷線的防雷原理主要是:設定一個沖擊系數(shù)α,將沖擊系數(shù)置于避雷線之中,將配電線路中的導線進行絕緣處理,這樣既使雷擊生成了感應電壓,它也比避雷線中的電壓小,這就可以有效的將感應電壓進行分離,避免其遭受感應雷擊電壓,從而保護配電電路中的絕緣層不受損壞。但相對來說,避雷線的安裝也具有一定的缺陷,就是成本太高,因此避雷線一般只用于比較開闊的地區(qū)。而且,如果地理條件較差,避雷線反而會形成反作用,無法起到避雷效果。
避雷器在發(fā)揮作用的過程中,會受到接地電阻的影響,如果單獨使用架空地線,則不會受到接地電阻的影響。下面我們來分析單獨使用避雷器、單獨使用架空地線以及兩者一起使用時,接地電阻分別會對其產(chǎn)生怎樣的影響,如圖1所示:
圖1 接地電阻對避雷裝置抑制感應雷電壓的影響
從以上可以看出,除了單獨使用架空地線之外,接地電阻對其他避雷方式的避雷效果是有影響的,然而,單獨安裝架空地線并不是適用于所有的環(huán)境,因此,最好的方法就是降低接地電阻。降低接地電阻的方式主要有:(1)合理利用降阻劑,可以在水平接地體周圍設置相應的降阻劑來降低桿塔的接地電阻;(2)可延長水平接地體,不過這種方法比較難以達到目標值,因此并不常用;(3)采用垂直接地極的方法,在安裝防雷設備的時候,可以在線下設置相應的深孔,然后將垂直接地極引入到深孔中,由于深層土的電阻率較低,因此能夠達到降低接地電阻的目的,在幾種方法之中,垂直接地極是最常用的方法,避雷效果也較好。
由于雷電天氣的環(huán)境下,戶外廣闊地區(qū)的配電線路容易遭到雷擊的傷害,在雷云放電的時候,電氣設備的周邊會產(chǎn)生電磁感應,這種電磁感應對設備的運行會有很大的影響,干擾器正常運行和工作,嚴重時還可能損壞設備,引起線路發(fā)生故障。因此,在這個過程中一定要注重對設備的維護。對此,可以通過接地防雷等方式來降低雷擊的幾率,將雷擊放電與大地相連接再在低壓處設置相應的避雷器,這就和原本的防雷系統(tǒng)形成一個中性點,達到穩(wěn)定接地的狀態(tài),從而避免設備遭到雷擊。但在實際防雷過程中,企業(yè)還是要根據(jù)當?shù)氐臍夂蚝偷乩憝h(huán)境,以及電氣設備的運行狀況,來針對性地擬定防雷措施,選擇適合的裝置和方法,以保證防雷效果得到有效的發(fā)揮,保障電氣設備的安全運行。
總的來說,配電線路遭到雷擊的主要原因在于,配電線路的絕緣效果不夠強,因此,要降低被雷擊的概率,需要提高絕緣層的絕緣效果。首先,在設置中需要選擇不平衡的絕緣方式,然后對配電線路的電壓變化進行轉變,使其形成高性能的絕緣子,增強配電線路的防雷作用。此外,一定要使用具有絕緣性的塔頭和橫擔,以確保電路設備的安全,相對而言,橫擔形式的絕緣裝置比起鐵橫擔裝置的絕緣性更高,這就大大的提升了配電線路的絕緣能力,保證了整個配電線路的安全。
對于整個電力系統(tǒng)來說,配電線路是最主要的部分,它的安全和穩(wěn)定直接影響著電力系統(tǒng)的運行,因此,維護好配電線路的安全對電力系統(tǒng)的運行有著十分重要的意義。但相對而言,配電線路由于其特殊的條件和特點,容易在雷雨天氣遭到雷擊,對設備產(chǎn)生影響,因此,配電線路的防雷措施顯得尤為重要。在具體采取防雷措施的過程中,要結合各方面的因素,分析引起雷擊的具體原因,然后根據(jù)自身的情況和環(huán)境來找到最好的解決方案,以最大限度地提升配電線路防雷效果,保證電力系統(tǒng)的安全。