10kV绝缘线路防雷击措施

10kv10kv 绝缘线路防雷击措施绝缘线路防雷击措施 芳村位于广州郊区 随着城市化的发展 由 1996 年开始 对地区内的 10kv 架空导线逐步更换为符合 gb12527 gb14049 规定的绝缘导线 芳村地区绝大部分的架空导线 换为钢芯铝 绞线聚乙烯绝缘架空线 在架空绝缘线推广 10 多年来 其优点是显著的 随着配电 架空线路绝缘化率的提高 配电线路的供电可靠性不断提高 线路的故障率下降 美化了城市景观 减少树木生长对架空线 路运行的危害 防止环境污秽对导线的直接影响 具有良好的 社会效益和经济效益 但是 在近几年的运行中 发现架空绝缘线存在遭受雷害 多 导线容易进水氧化等问题 由此引起断线事故较多 从 2004 年至 2006 年 8 月份 广州芳村地区 10kv 架空绝缘 导线受雷击破坏统计见表 1 由表 1 的统计数据看出 2004 2005 年两年里 发生雷击 事故引起的击断绝缘导线共 8 起 对雷击后绝缘子爆裂 隔离 开关引线被击断等事故 5 起 雷击损坏变压器 1 起 雷击多发 于每年的 6 9 月份的台风雷雨季节 而发生的雷击事故集中在 桃园 f7 桃园 f19 两路馈线共 4 起 芳村 f6 2 起 山 村 f28 4 起 福沙 f2 2 起 1 雷击造成架空绝缘线路故障原因雷击造成架空绝缘线路故障原因 架空线路多次的雷击事故的原因是多方面的 具体分析如 下 气候环境影响 由于广州地区在北回归线附近 夏季台风 季节 雷电活动活跃 根据国家有关统计数据 北纬 23 以南地 区平均雷电日每年达 80 日 我国南端的雷州半岛及海南岛 年 平均雷电日达 120 130 日 地理条件限制芳村地区的地形地貌 决定该地区是个多雷 区 雷击区与地质结构有关 若地面土壤电阻率的分布不平均 在电阻率特别小的地区 雷击率较大 具有不同电阻率的土壤 交界地段经常发生雷击 具体表现为河岸 低洼地区较易受雷 击 在旷野地区 即使建筑物不高 也容易受到雷击 芳村地区受雷害较多的 10kv 线路为芳村 f6 福沙 f15 冲 口 f18 桃园 f7 山村 f5 山村 f28 其中芳村 f6 线路属电缆 与架空线混合供电线路 主干线全长 12 174km 有 5 419km 延 花地河岸架设 冲口 f18 线路同样属电缆与架空线混合供电线 路 主干线全长 6 202km 延花地架设有 1 570km 两处跨过花 地河共 0 162km 桃园 f7 与桃园 f19 同杆架设 10 230km 以架 空线为主的馈线 其中途经空旷田野 延河岸共 3 685km 山 村 f28 为主干线 全长 8 259km 的架空线路 其中有 4 999km 线路与山村 f5 同杆架设 途经农田等空旷地区 福沙 f15 主干 线全长 5 07km 全线在空旷地区延河架设 附近是农电和村屋 福沙 f2 与福沙 f15 同属于一个供电区域 福沙 f2 全线为主干 线 全长 3 943km 的架空线 比福沙 f15 线路短 但是发生雷 击事故却比福沙 f15 线路多 直击雷电流通过地表突出物的电阻入地散流 假如地电阻 为 10 一个 30ka 的雷电流将会使地网电位上升至 300kv 直 击雷放电的能量通过电磁感应和静电感应方式向四周辐射 导 致设备过电压放电 这就是感应雷 所以 感应雷危害是大面 积的 而且对一个电气设备来说 比直击雷更常遇到 有资料计算表明 当雷击电流为 30ka 斜角波 雷云高度为 3km 导线高度为 10m 击中距末端匹配的 500m 长架空线路中 点 100m 处地面时 线路上感应电压为 150kv 幅值的振荡波 此波为电磁感应和静电感应共同作用的结果 感应过电压的幅值 ug 与雷电主放电电流的幅值 i 成正比 与雷击地面点至导线间距离 s 成反比 感应过电压的大小也与 导线距地面的高度有关 导线距地面越近 感应过电压值越小 这是因为导线对地电容与其距离成反比 距离大 电容小 感应雷过电压的幅值可达 300 400kv 足以使 60 80cm 空气间隙击穿 或使 3 个 x 4 5 型悬式绝缘子闪络 目前根据标 准制造的 10kv 架空绝缘导线 在一般情况下其冲击电压耐受水 平为 93 8kv 故雷击过电压对 35kv 及以下线路都会引起闪络 当雷电发生 架空绝缘导线有雷电过电压闪络 瞬间电弧 电流很大 但时间短 会把绝缘导线的绝缘层击穿而暂时不会 断导线 但是在两相或三相之间的闪络形成金属性短路通道 就会引起数千安培工频续流 电弧瞬间能量骤增 由于绝缘层 对电弧形成屏障 使电弧移动缓慢 工频电弧集中在绝缘层的 破坏点 使绝缘导线的电弧部分被固定 产生高温 继而烧断 绝缘导线 所以从表 1 中看到 雷击后两相或三相导线同时烧 断的事故也时有发生 而从前使用裸导线 反而没有频繁出现 雷电击断导线 是因为发生由雷电引起的过电压闪络 产生工 频续流时 电弧在电磁力的作用下 沿着裸导线移动 不致于 集中在导线固定部位造成断线 2 架空绝缘导线的防雷措施架空绝缘导线的防雷措施 做好对 10kv 架空绝缘线路的防雷措施 是做好运行维护工 作的重要保障 广州荔湾供电局对架空绝缘线路的防雷采取的 措施如下 2 1 安装接地避雷线安装接地避雷线 由于架空绝缘导线具有种种不可替代的优点 不可能因为 易遭雷击断线而不再使用架空绝缘导线 上文曾提到 10kv 架空 线福沙 f15 与福沙 f2 的地理条件 供电区域都大致相同 福沙 f15 附近还有河道 本来受雷害比福沙 f2 要多 但实际的事故 统计次数却并非如此 原因是福沙 f15 靠近河道和跨农田的架 空线 都安装了接地避雷线 进行屏蔽 避雷线将雷云对地放 电 引向自身并泄放到大地 防止线路免遭直接雷击 此外 一旦线路遭受雷电绕击时 避雷线还会起分流耦合和屏蔽作用 使线路所受的冲击波降低 避雷线可使电力线路上的雷电流减 少近一半 同时它的屏蔽效应 还可以降低电力线路上的雷电 感应电压 减少架空线路和设备受损几率 事实证明 在重要 配电线路绝缘水平较低的情况下 虽然架空避雷线容易受雷击 而造成反击闪络 并不能完全消除工频续流烧断架空绝缘导线 的现象 但是安装架空避雷线 还是可以防止直击雷与感应雷过 电压对绝缘导线的破坏 2006 年 3 月在桃园 f7 与桃园 f19 的 同杆架设线路上安装避雷线 至 2006 年 11 月 没有发生雷击 破坏电气设备事故 2 2 安装避雷器安装避雷器 对 10kv 架空馈电线 荔湾供电局大多在柱上 sf6 断路器两 侧 配电变压器一次侧安装避雷器 在架空绝缘线路上安装避 雷器防护雷击过电压 是当今各地普遍采用的方法 避雷器是 一种限制由输配电线路传来的雷电过电压 或由操作引起的内 部过电压的电气设备 实质上它是一种放电器 并联在被保护 设备附近线路上 当电压超过避雷器的启动电压时 避雷器立 即放电 限制了过电压 从而保护了其它电气设备免遭损伤 其作用可以吸收雷电放电能量和限制感应过电压 现多采用复 合外套避雷器 该类型避雷器的雷电冲击残压可达 50kv 大电 流冲击耐受可达 40ka 一般 10kv 线路遭受直击雷的雷电流超 过 20ka 从日本九州电力公司提供有关数据可知 要消除雷击 事故 必须每基杆均安装避雷器 当避雷器密度增加 感应过 电压也同时降低 该方法可以限制过电压 吸收过电压能量 以档距 50m 计 算 每基杆安装三相避雷器的话 每 km 投资约 1 8 万元 但是 由于避雷器本身的设计局限和一定寿命 而且受到避雷器的质 量决定 安装避雷器后不可能一劳永逸 还要投入一定的维护费 用 一旦更换或安装时 受影响的停电范围 涉及整条或大部 分的架空线路 所以 目前没有采取在 10kv 架空线全部安装避 雷器的方法 防止雷击断线的措施 2 3 过电压保护器过电压保护器 由于避雷线和避雷器的推广使用各有其限制性 从 2005 年 底开始 尝试架空绝缘导线采用线路过电压保护器 首先选取 了有代表性的 10kv 冲口 f18 淡养支架空线路作试点 该线路分 别在线路首 末端 跨河道两端各安装一组保护器 空旷地区 每隔 3 基杆安装一组 共安装过电压保护器 9 组 其中的 4 组 安装了动作计数器 当过电压保护器发生放电时会自动记数 安装过电压保护器后 2006 年的夏季在汛期 台风接二连三地 发生 但没有出现雷击