孫俊暉 熊峰
【摘要】雷擊配電線路的事故多發(fā)于7、8月份,有很強(qiáng)的地域性,可分為直擊雷、感應(yīng)雷兩種。目前,防雷效果較好的10kV的配電線路是城市配電線路的主流,但仍受雷擊事故威脅。保護(hù)配電線路免受雷擊傷害,可以用氧化鋅避雷器防范城區(qū)感應(yīng)雷的危害;加強(qiáng)絕緣子的絕緣效;安裝過電壓保護(hù)器;安裝噴射氣流滅弧防雷間隙。
【關(guān)鍵詞】配電線路? 防雷保護(hù)
前言:城鄉(xiāng)居民的生活與我國(guó)工業(yè)的運(yùn)營(yíng)都離不開電力,而電力是由配電線路輸送到千家萬戶的。在這個(gè)過程中,配電線路常常因受到雷擊破壞而停止工作。因此,配電線路的防雷保護(hù)是一項(xiàng)重要的工作,需要想出很多策略。
一、配電線路防雷保護(hù)的現(xiàn)狀
(一)雷擊配電線路的特點(diǎn)
雷擊配電線路的時(shí)間特點(diǎn):在我國(guó)大部分地區(qū),四季分明,雷雨閃電多發(fā)于多雨的夏季,也就是6月到9月這四個(gè)月份,其中又以7月份和8月份的閃電為最多。
雷擊配電線路導(dǎo)致跳閘的地域性:雷擊可能導(dǎo)致配電線路跳閘,其概率與地閃密度、雷電流幅值的累計(jì)概率函數(shù)密切相關(guān),而這兩個(gè)參數(shù)的地域性都比較強(qiáng)。也就是說,不同地區(qū)的雷擊對(duì)配電線路的破壞程度不同。
雷擊配電線路的兩種形式:危害配電線路的雷擊,可以分為直擊雷、感應(yīng)雷兩種。所謂“直擊雷”,就是直接擊中架空配電線路的雷電,這種雷電會(huì)引起配電線路中的過電壓,損壞其擊中的配電線路,導(dǎo)致被擊中的配電線路無法安全、可靠地工作。所謂“感應(yīng)雷”,就是導(dǎo)致配電線路周圍電磁場(chǎng)發(fā)生劇烈變化的雷電。這種雷電雖然沒有直接擊中配電線路,但是會(huì)在配電線路中產(chǎn)生感應(yīng)電壓。
對(duì)于感應(yīng)雷,可舉一個(gè)包含具體過程的例子加以說明。雷擊開始放電的階段,先導(dǎo)放電線路處于雷云、先導(dǎo)通道之間的電場(chǎng)中,產(chǎn)生靜電感應(yīng);根據(jù)導(dǎo)線方向的不同,導(dǎo)線方向會(huì)獲得不同強(qiáng)度的電磁場(chǎng)分量。在導(dǎo)線兩端,與雷云電性相反的電荷會(huì)受到吸引,靠近先導(dǎo)通道,成為束縛電荷。此時(shí),如配電線路的防雷性能不高,就已經(jīng)受到損壞,乃至斷線了。
(二)配電線路防雷保護(hù)的現(xiàn)存特點(diǎn)
隨著我國(guó)電力系統(tǒng)建設(shè)的逐步發(fā)展,在我國(guó)的縣級(jí)城市、中小城市中,以往的35kV配電網(wǎng)絡(luò)逐漸被現(xiàn)在的10kV配電網(wǎng)絡(luò)取代了,10kV的配電線路成為了城市配電線路的主流。10kV的配電線路在防雷中,相對(duì)以往的35kV配電線路有一定優(yōu)勢(shì),但依舊不斷受到雷擊事故的威脅。
二、配電線路防雷保護(hù)的策略
(一)用氧化鋅避雷器防范城區(qū)感應(yīng)雷的危害
由于雷擊危害具有較強(qiáng)地域性,討論防雷保護(hù)策略也必須因地制宜。在城區(qū),感應(yīng)雷是配電線路最容易受到的雷擊災(zāi)害。這是因?yàn)?,感?yīng)雷的引雷范圍與配電線路的高度密切相關(guān),而城區(qū)中建筑物密集,配電線路也只好忽高忽低,導(dǎo)致防雷保護(hù)工作十分復(fù)雜。
目前,城區(qū)常采用絕緣式導(dǎo)線、同塔多回路的配電線路,后者由于城區(qū)空間稀缺而得到了廣泛應(yīng)用。但是,密集的同塔多回路配電線路更容易受到感應(yīng)雷的危害。相關(guān)研究表明,避雷器對(duì)于感應(yīng)雷的防護(hù)效果比較顯著,能夠截?cái)喙ゎl續(xù)流,限制過電壓。因此,在塔的多回路部分必須安裝氧化鋅避雷器,以免相鄰線路反擊;安裝時(shí)要注意同塔絕緣子應(yīng)具有一致的絕緣水平。另一方面,城區(qū)的配電線路靠近建筑物,經(jīng)過人口密集地帶,所以必須使用絕緣導(dǎo)線。然而,絕緣導(dǎo)線阻隔雷擊電流,熱量難以消散,所以在絕緣導(dǎo)線兩端也必須安裝氧化鋅避雷器。
(二)加強(qiáng)絕緣子的絕緣效果
與避雷器不同,絕緣子在安裝后無需維護(hù),能夠降低配電企業(yè)的成本,因而在配電線路防雷保護(hù)工作中廣受青睞。絕緣子具有絕緣的作用,但是絕緣子的絕緣作用是有限的。當(dāng)固體絕緣子周圍的電壓過高,絕緣子周圍的氣體、液體等電介質(zhì)就會(huì)被擊穿,沿著絕緣子的表面放電,這種現(xiàn)象叫做閃絡(luò),導(dǎo)致閃絡(luò)發(fā)生的電壓叫做閃絡(luò)電壓。由此可見,絕緣子的閃絡(luò)電壓越高,其防雷保護(hù)的效果越好。根據(jù)一些統(tǒng)計(jì),瓷橫擔(dān)絕緣子(S-280)的閃絡(luò)電壓最高,懸式絕緣子(XP-70)的閃絡(luò)電壓次之,二者都高于針式絕緣子(P-20)。因此,在配電線路的防雷保護(hù)中,可以選用瓷橫擔(dān)絕緣子、懸式絕緣子來代替針式絕緣子,從而提升防雷保護(hù)的效果。
(三)安裝過電壓保護(hù)器
過電壓保護(hù)器的作用于避雷器相似,戶外型的過電壓保護(hù)器也是一種組合式避雷器,在配電線路中的絕緣子被擊穿、擊毀時(shí)發(fā)揮作用。與絕緣子不同,過電壓保護(hù)器的工作原理,是在配電線路中發(fā)生過電壓時(shí),由電阻值很大的電阻變?yōu)閷?dǎo)體,將過高的電壓從配電線路中釋放到大地里,以免配電線路中的電壓繼續(xù)升高;過電壓消失后,過電壓保護(hù)器隨即恢復(fù)常態(tài)。不過,不同型號(hào)的過電壓保護(hù)器有著不同的適用范圍,所以配電線路的過電壓保護(hù)器應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來選用,并與其它防雷保護(hù)策略相互配合。
(四)安裝噴射氣流滅弧防雷間隙
為了保護(hù)配電線路的絕緣子免于工頻電弧的灼燒,配電線路中可以安裝噴射氣流滅弧防雷間隙。其原理是:雷電的電磁脈沖受到這種裝置吸引,就會(huì)觸發(fā)裝置中的滅弧氣丸,產(chǎn)生高速氣流,從而主動(dòng)、高效地抑制早期電弧的發(fā)展,并迅速熄滅電弧。
三、結(jié)語
雖然雷電常常威脅到配電線路的安全,但是我們有很多防范雷擊的策略可以用于配電線路的保護(hù),從而維持我國(guó)人民群眾的正常生產(chǎn)、生活,保證千家萬戶都能安居樂業(yè)。
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