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        降低配電線路雷擊斷線和跳閘率的防護(hù)措施

        2021-03-16 05:48:11李波
        關(guān)鍵詞:雷害跳閘防護(hù)措施

        作者簡(jiǎn)介:李波(1976年8月-),男,漢族,湖南省懷化市人,技師,助理工程師,主要從事配電運(yùn)維檢修工作。

        摘要:雷電是配電線路故障的重要原因,雷擊斷線、跳閘的是常見事故,做好相關(guān)防護(hù)工作具有重要意義。本文首先針對(duì)配電線路雷害問題展開了詳細(xì)分析,其后圍繞某地區(qū)6~8月份配電線路雷擊事故情況加以統(tǒng)計(jì)分析,包括:雷擊跳閘次數(shù)、雷擊斷線次數(shù)與發(fā)生情況等,最后圍繞降低配電線路雷擊斷線和跳閘率的防護(hù)措施展開探討,以期可與同行交流。

        關(guān)鍵詞:配電線路;雷害;雷擊斷線;跳閘;防護(hù)措施

        中圖分類號(hào):TM75;TM863

        我國(guó)電力系統(tǒng)中,配電線路承擔(dān)著重要的變電站向終端配電站輸送電能的任務(wù)。但是由于配電線路往往絕緣水平偏低,且線路走廊環(huán)境復(fù)雜,一旦遭遇雷雨天氣極易發(fā)生雷擊跳閘甚至是斷線事故,直接導(dǎo)致用戶電力中斷,影響供電可靠性。對(duì)此,必須加強(qiáng)相關(guān)雷擊防護(hù)措施的研究,切實(shí)降低配電線路雷擊斷線和跳閘率,全面提升電力質(zhì)量。

        一、配電線路雷害問題分析

        基于我國(guó)配電線路實(shí)際運(yùn)行情況分析可知,遭受雷擊的概率較高,一旦出現(xiàn)雷雨天氣極易出現(xiàn)架空導(dǎo)線斷線導(dǎo)致的接地、跳閘等事故,引發(fā)嚴(yán)重后果。配電線路雷害機(jī)理可歸納為如下兩種情況:一是雷擊斷線,配電線路在遭受雷擊時(shí)產(chǎn)生雷電過電壓,電壓值超過導(dǎo)線絕緣層耐壓值時(shí),將沿導(dǎo)線絕緣最薄弱點(diǎn)擊穿導(dǎo)線絕緣層,出現(xiàn)細(xì)小擊穿點(diǎn),導(dǎo)線與絕緣子金屬部分或桿塔支架間產(chǎn)生閃絡(luò),強(qiáng)大的電弧聚集在擊穿點(diǎn),以致于雷電持續(xù)向著絕緣子底座金屬或橫擔(dān)放電,最終將導(dǎo)線熔斷,產(chǎn)生單相接地事故或是跳閘事故;二是斷線少但跳閘頻繁,配電線路遭受雷電過電壓時(shí),雷電沿著導(dǎo)線傳輸至絕緣最薄弱處的絕緣子閃絡(luò)放電,工頻續(xù)流向桿塔金屬橫擔(dān)發(fā)展形成雷電流泄放通道。基于此種情況下,往往不會(huì)出現(xiàn)斷線事故,但是基于雷電流的沖擊下,將引發(fā)變電站或線路開關(guān)保護(hù)動(dòng)作,引發(fā)跳閘問題。

        總而言之,配電線路自身絕緣水平較低,對(duì)雷電過電壓耐受能力差,雷電活動(dòng)引發(fā)的故障頻繁,同時(shí)加上配電線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、線路總量多、覆蓋面積廣泛,運(yùn)維人員日常巡視、故障處理難度相對(duì)較大,做好配電線路雷擊防護(hù)工作十分關(guān)鍵。

        二、某地區(qū)配電線路雷擊事故情況

        下文以某地區(qū)6~8月份配電線路雷擊事故情況加以分析,包括跳閘次數(shù)、斷線次數(shù)與發(fā)生位置等。

        1.雷擊事故數(shù)量

        據(jù)統(tǒng)計(jì),區(qū)域配電線路在6~8月份共計(jì)發(fā)生雷擊跳閘844次,以10kV線路為主,跳閘次數(shù)共計(jì)836次,剩余的為20kV線路。詳細(xì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表1所示。

        2.雷擊事故情況分析

        (1)線路保護(hù)動(dòng)作情況

        此次共統(tǒng)計(jì)844次雷擊跳閘,其中,603次重合閘成功,78次重合不成功,37次接地。經(jīng)計(jì)算,線路重合閘成功率為71.45%。

        (2)雷擊設(shè)備統(tǒng)計(jì)情況

        據(jù)統(tǒng)計(jì),受雷擊設(shè)備包括裸導(dǎo)線、絕緣導(dǎo)線、絕緣子、避雷器等,具體雷擊次數(shù)如表2所示。

        (3)雷擊斷線統(tǒng)計(jì)情況

        在配電線路雷擊事故中,雷擊斷線的影響是最為嚴(yán)重的。據(jù)統(tǒng)計(jì),此次共計(jì)發(fā)生雷擊斷線185次,其中,絕緣導(dǎo)線雷擊斷線占比為76.76%。具體分析如下:①雷電性質(zhì):配電線路上的雷電過電壓主要分為兩種,一是直擊雷過電壓;二是感應(yīng)雷電過電壓。本次統(tǒng)計(jì)顯示,185次雷擊斷線事故中,直擊雷、感應(yīng)雷引起的分別為106次、79次。②周圍環(huán)境因素:對(duì)本次統(tǒng)計(jì)中發(fā)生雷擊斷線事故的配電線路的周邊環(huán)境進(jìn)行分析,斷線點(diǎn)主要集中在農(nóng)村地區(qū),共計(jì)148次,占比80%;剩余的主要發(fā)生在城鎮(zhèn)、市區(qū)??偟膩碚f,雷擊斷線點(diǎn)主要發(fā)生在周圍空曠區(qū)域,經(jīng)分析可得,市區(qū)、城鎮(zhèn)中高層建筑物可起到一定的屏蔽作用,而農(nóng)村地勢(shì)平坦,更容易引雷,斷線概率較高。③導(dǎo)線分布位置:配電線路導(dǎo)線主要有三角排列、垂直排列以及水平排列等方式,雷擊斷線事故主要發(fā)生在三角形排列方式中,占比超過一半。

        三、降低配電線路雷擊斷線和跳閘率的防護(hù)措施

        基于上文分析可得,為有效高配電線路運(yùn)行安全性與可靠性,針對(duì)如何降低降低配電線路雷擊斷線和跳閘率做好相關(guān)防護(hù)工作十分重要,現(xiàn)將防護(hù)措施歸納為如下兩大類,具體分析如下。

        1.疏導(dǎo)式防護(hù)措施

        針對(duì)配電線路雷害問題,采用疏導(dǎo)式防護(hù)措施下允許線路存在一定的雷擊閃絡(luò)概率,但是必須要疏導(dǎo)雷擊閃絡(luò)后引發(fā)的工頻續(xù)流電弧,起到保護(hù)導(dǎo)線防止產(chǎn)生斷線事故的作用。疏導(dǎo)式防護(hù)措施相對(duì)簡(jiǎn)單,成本不高,如:防弧金具、放電箝位柱式瓷/復(fù)合絕緣子,主要分為剝線型、穿刺型兩種。此類設(shè)備的使用無法降低雷擊跳閘率,但是可以提高重合閘成功率。

        2.堵塞式防護(hù)措施

        在配電線路雷擊防護(hù)工作中,堵塞式防護(hù)的目的是阻止雷擊閃絡(luò)后工頻續(xù)流起弧,從根本上防止斷線事故的產(chǎn)生。此類方法包括設(shè)置避雷線、氧化鋅避雷器等,可有效降低配電線路跳閘率,綜合防護(hù)效果好,但是成本相對(duì)較高。結(jié)合相關(guān)規(guī)定,不同防護(hù)措施的適用情況如表3所示。

        3.其他類型防護(hù)措施

        加強(qiáng)絕緣:此方法主要是在雷擊時(shí)閃絡(luò)易產(chǎn)生位置,加強(qiáng)導(dǎo)線與桿塔橫擔(dān)間絕緣,主要做法為絕緣導(dǎo)線負(fù)荷側(cè)100~400mm位置纏繞絕緣層。此方法可有效提高配電線路絕緣水平,以免雷擊斷線。

        引弧跳線法:此方法主要是從針式絕緣子兩側(cè)經(jīng)角鋼橫擔(dān)下引出安裝引弧跳線,有效轉(zhuǎn)移雷電電弧弧根,起到保護(hù)線路的作用。

        四、結(jié)語

        綜上所述,在配電線路運(yùn)行中,雷害事故是導(dǎo)致配電設(shè)備、用戶設(shè)備損害的重要原因,極易引發(fā)大面積停電,不利于區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。針對(duì)此情況,必須要落實(shí)相關(guān)防護(hù)工作,通過疏導(dǎo)式、堵塞式以及其他類型的一些防護(hù)措施的應(yīng)用,切實(shí)降低配電線路雷擊斷線和跳閘率,保證配電線路的穩(wěn)定運(yùn)行,為廣大用戶提供高質(zhì)量的電力服務(wù)。

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