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科技论文

铁路10kV电力贯通线防雷措施及方案

时间:2023-11-13 23:09 所属分类:科技论文 点击次数:

详细分析了10kV贯通(自闭)线路的雷电危害,探讨了雷电危害导致输电线路跳闸的各种原因,重点讨论研究了如何减少输电线路短路,找出了输电线路短路的关键原因,并提出了一套有效的输电线路防雷综合技术方法。
 
1、10kV配电网雷电袭击原因分析
 
1.环境因素效应。在实际运行中,环境是最重要的影响因素。由于配电网中的电路之间有一定的间距,当电网中的工频续流损坏时,会导致连接电网的故障。在雷雨频发的季节,云之间总会产生静电,正负电荷分别在云的上下端。随着电荷的增加,两极电荷破坏了绝缘空气,最终产生闪电。此外,还可以使用绝缘子来提高输电线路的雷电保护能力。由于外部条件的限制,当发生雷暴时,配电网中的各个电路之间很容易发生雷击。
 
2.缺乏防雷设施。目前,我国电网企业普遍采用公共防雷装置,许多产品由多个装置共用,大大削弱了其防雷功能,导致其防雷性能显著下降。此外,一些供电部门在安装防雷设备时没有根据10kV配电线路的具体情况进行安装。由于防雷设施不足,对配电网的防雷性能产生了很大的负面影响,在雷暴天气下很可能遭受雷击。
 
3.线路设计设置不当。10kV配电网雷电灾害频发,根本原因在于配电网不完善。配电网在设计中对防雷设计关注不够,通常采用最基本的规范进行防雷,不能根据当地具体的地质条件和气象条件进行有针对性的设计,极大地制约了配电网的防雷性能。此外,在配电网保护工作中,对防雷功能没有足够的重视,只是为了应对主管部门的监督,使保护工作只是过场。
 
4.配电网本身的问题。10kV配电网本身也有一定的缺陷,对其防雷性能有很大的影响。例如,在10kV配电网中,一旦输电线路遭到雷电攻击,就会出现跳闸现象,不仅影响电力系统的正常供电,增加开关设备和线路的维护,还可能导致周围变电站的电气设备受到雷电流的影响,造成不同程度的损失。
 
5.设备没有得到快速维护。10kV配电网采用的防雷设备只有很强的防雷功能。同时,相关人员应定期对防雷装置进行检测,以便及时解决防雷设备中的问题,减少事故的发生。根据10kV配电网的实际运行情况,许多供电公司在降低投资成本的同时忽视了改造,缺乏完善的维护管理体系。在电力系统中,一旦发生故障,就很难快速处理。
 
二、雷击线跳闸原因分析
 
1.避雷装置的使用寿命。数据显示,在雷击中,大部分是旧的、老化的或漏电的,而新型氧化锌避雷器很少损坏。根本问题是避雷器阀片老化,雷击时容易被击穿爆炸,导致输电线路接地或短路。
 
2.避雷器安装密度不足;但由于一般布置在变电站周围,一条线路只安装两端,输电线路大部分为开放空间,装置容易发生雷击事故。当远离变电站的线路遭到雷击时,由于附近没有避雷设备,在绝缘水平较差的针陶瓷管等线路绝缘较差的地方,会出现爆炸和击穿针瓷造成的短路。
 
3.绝缘体和瓷容器的耐压性较差。输电线路的绝缘子具有较小的耐电压和较低的电压。10kV普通绝缘10kV输电线路的临界闪络电压约为75kV,但在雷电作用下,雷电流峰值可高达400kV,容易损坏绝缘子,特别是针陶瓷管,导致两相短路和跳闸。
 
4.降低接地电阻。接地电阻越低,防雷效果越好。输电线路杆塔上未安装保护接地装置。现有的防雷接地也存在技术条件差、盗窃严重或接地电阻大等问题,严重影响输电线路的防雷性能。
 
5.没有安装避雷线。由于这种方法成本高,实际上只铺设66kV及以上架空线路,10kV及以下线路通常不设置避雷线,这也是铁路10kV供电线路防雷效果不显著的重要因素。
 
三、铁路10kV电力贯通线防雷措施及方案
 
10kV输电线路的环境非常复杂,在现有的工艺条件下无法满足完全的防雷要求。在实际应用中,对导线防雷能力的评价可以从两个方面进行评价:一是防雷等级,即雷击时导线不会产生最大电流范围;二是闪电脱落率,即一年内闪电引起的每条线路的闪电脱落率。因此,应加强雷电保护,尽量避免直接雷击;如果电线受到雷电攻击,应防止绝缘爆炸;如果有爆炸,应避免工作频率稳定的电弧。
 
1.在操作和维护过程中,加强防雷工作的一般方法。(1)及时更换旧避雷器,并在其绝缘弱点处增加避雷器。对于架空电缆杆、跨越杆、转角杆、分支杆、带拉杆等单独的绝缘弱点部位,可安装避雷器。安装避雷器后,当塔体与线路之间的电势差超过其工作电压时,采取附加旁路措施,防止绝缘体闪络。在10kV输电线路中,应有选择地增加防雷装置的布置密度。(2)降低了地面的阻力。降低接地电阻是一种非常有效的方法。在10kV通过线路的实际条件下,可以使用电阻率较低的材料或阻力剂,可以使用稳定性良好的接地组件、电解离子接地系统等新产品。(3)确保电线具有良好的绝缘性能。保证电线具有优异的绝缘性能,可有效避免对地放电和短路。在这方面,应首先更换损坏的绝缘电线,尽可能防止树枝或其他物体的摩擦损坏绝缘,并注意是否接触到树的电流。二是在树灾严重的地方,将侵线树砍倒,换成绝缘导线或改装光缆,避免单相接地或短路造成线路断线。第三,在大气污染严重的地区,应选用有机硅材料,以避免污秽闪络。(4)提高输电系统的绝缘性能。为提高输电系统的防雷性能,可选用陶瓷横担或较高一阶的绝缘体。由于铁横担线绝缘等级差,在雷电作用下容易发生闪络、烧毁等安全事故。因此,铁横担应选用较高的针状绝缘子,而在较强的区域,应选用较高的绝缘子。
 
2.闪电频发地区采取的具体措施。避雷线是输电线路最基本的防雷手段,但成本非常昂贵。因此,根据实际情况,在高雷区,可以有目的地增加杆塔避雷针。该产品由普通钢材制成,均为热镀锌,可根据年度电网维护和停电计划快速完成。该方法投资少,制造简单,安装方便,维护量少,防雷针对性好。其关键性能:(1)防雷设备使用φ普通焊接钢管20,-40扁钢,Φ16圆钢。(2)设备均为热浸镀锌工艺;(3)安装时,应调整扁钢,以保证引线与杆的水平方向一致;(4)地线采用一般角铁,接地电阻不超过10欧元;(5)避雷针与地线之间的导线应采用25mm厚的镀锌丝。
 
结束语:
 
简而言之,针对10kV输电线路的雷电故障,分析了其主要因素,并给出了相应的对策。也就是说,除了充分利用传统的防雷技术措施外,还可以在雷击频繁的区域安装避雷针。如果做好传统的防雷手段,加上当地有目的的防雷,可以大大减少雷电的发生,提高电力供应的可靠性,确保交通和生产的持续用电,具有非常明显的经济效益。