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10kv配电线路雷击破坏防范措施 10kV配电线路雷击破l塬帕疆措施 傅钦斌/广东电网公司揭阳普宁供电局 [摘要]文章介绍线路出现大气过电压的原因,提出了了配电线路防雷技术措施,以确保10kV配电网的安全运行 [关键词]10kV配网线路防雷措施 1.线路出现大气过电压的原因 配电线路出现大气过电压的原因主要有2种:一是雷直击于 线路引起的,称为直击雷过电压;另一种是雷击于线路附近地面, 由电磁感应所引起的,称为感应过电压.而配电线路上出现的感 应过电压约占85%,直击雷过电压约占15%. 1.1雷击于线路附近大地时线路上的感应过电压 当雷击于线路附近大地时,由于电磁感应在线路导线上产生 感应过电压,同时由于雷云放电的起始阶段存在着向大地发展的 先导放电过程,线路处于雷云与先导通道的电场中,又由于静电 感应,沿导线方向的电场强度将导线两端与雷云异号的正电荷吸 引到靠近先导通道的一段导线上,成为束缚电荷.导线上负电荷 由于电场的排斥作用而使其向两端运动.当雷云对线路附近地面 放电时,首先导致通道中的负电荷被迅速中和,使导线上被束缚 的正电荷得到释放而沿导线向两侧运动,形成感应过电压,也称 为感应过电压静电分量.同时,雷电通道中的雷电流在通道周围 空间建立强大的磁场,磁场的变化也使导线感应很高的电压. 由于感应过电压的静电分量和电磁场产生很高的感应电压会 破坏线路设备的绝缘,引起导线对地闪络,或者两相(或三相)同 时对地闪络,从而形成相间闪络事故. 规程建议,当雷击点离线路的距离Sgt;65m时,感应过电压 的最大值U. 可按下式计算:U25~d. 式中,U.为感应过电压的最大值,kV;I为雷电流幅值,kA; 为线路导线的高度,In;S为雷击点离线路的距离,In. 当线路有避雷线时,导线上的感应过电压为: U8=Us(1一K) 式中,K为避雷线与导线的耦合系数.假设一条10kV线路 导线高度为15In,雷电 流1OkA,K=0,计算可得感应过电压U=58kV. 1.2雷击于线路杆塔时导线上的感应过电压雷击杆塔时,由雷 电通道所产生的电磁场的迅速变化,将在导线感应出与雷电流极 性相反的过电压.规程建议,对高度40111以下无避雷线的线路, 感应过电压最大值u..使用下式计算: Ug.a=~lhd= 式中,a为感应过压系数,kWm,基数值等于以kMs计算的 雷电流平均陡度,即=I/2.6. 假设雷电流为lOkA,导线高度15m,则可算得到U58 kV. 上述分析表明,不论雷击是发生在线路附近大地上还是线路 杆塔上,引起的感应过电压基本相同,即U—Ug.a口 对于10kV线路,由于线路的悬挂高度较低,当雷电流为10 kA时,一般感应过电压不高.为保证线路的可靠性,选用的绝缘 子装置的冲击电压应大于U50%=60kV. 2.10kV线路配电装置的防冒措施 防雷工作的重点应主要放在: (1)确定配电线路雷电事故的影响范围; (21确定防雷保护的程度; (3)制定各种防雷措施. 10kV配电线路由于杆塔较低,雷电流一般在10kA以下,其 防雷措施介绍如下. 2.1终端杆塔防雷 根据雷电流陡波的折射与反射的原理,线路末端断开时反射 波等于入射波,当波到达开路末端时全部磁场能量将转变为电磁 量而使电压上升1倍,因此在线路末端必须要安装避雷器. 2.2同塔多回路架设的线路防雷 同塔多回路架设的线路由于采用相同的绝缘水平,建议在多 回路线路适当位置加装避雷器.同时,为避免雷击时对相邻线路 造成反击,宜采用不平衡绝缘方式.当同塔架设的多回路线路选 择一回路绝缘子的耐压比其他回路低些时,雷击时绝缘子耐压低 的线路时会先闪络,闪络后相当于地线,从而增加了对其他回路 的耦合,提高了耐雷水平. 2.3架空绝缘导线防雷 架空绝缘导线线路遭受雷击后,直击雷过电压或感应过电压 作用于导线,引起绝缘子闪络并击穿导线绝缘层.由于被击穿的 绝缘层呈针孔状,接续的工频短路电流电弧受周围绝缘的阻隔, 弧根只能在针孔处燃烧,在极短的时间内导线就会被整齐地烧断. 事实显示,架空绝缘导线雷击断线大部分发生在绝缘子与导线固 定处,且都是整齐被烧断的. 防范架空绝缘导线雷击断线的方法主要有堵塞和疏导2种. 堵塞就是阻止雷击闪络后工频续流起弧;疏导就是将绝缘子附近 的绝缘导线局部裸线化,使工频电弧弧根转移,从而保护导线免 于烧伤. 具体方法和措施如下. (1)安装架空地线和避雷器等避雷装置,用以限制雷电过电压 和分流雷电能量. ①空地线主要防止直击雷,对于10kV架空线路其效果不是 非常明显,而且安装架空地线需要对现有的杆塔进行大规模改造 甚至重新组立,增加了施工的难度和成本. 圈压降小于5%额定值;当有多个出口继电器可能同时跳闸时, 宜采用防止跳跃继电器来实现上述任务,防跳继电器应为快速