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      關(guān)于10kV配電線路防雷保護(hù)間隙的設(shè)計(jì)探討

      2019-09-10 18:53:25秦國慶
      名城繪 2019年12期
      關(guān)鍵詞:過電壓保護(hù)裝置絕緣子

      秦國慶

      摘要:我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開電力資源的支持,并且隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)速度的加快,對電力資源的需求有所增加,10kv配電線路在人們?nèi)粘I钪械慕ㄔO(shè)和應(yīng)用越來越廣泛,隨著10kv配電線路的增多,其防雷問題也得到了人們的廣泛重視,針對10kv配電線路防雷保護(hù)間隙的設(shè)計(jì)工作進(jìn)行分析和探討,以提高線路防雷功能,提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

      關(guān)鍵詞:10kv配電線路;防雷保護(hù)間隙;設(shè)計(jì)

      自改革開發(fā)以來,我國電力領(lǐng)域得到了充分的發(fā)展,配電網(wǎng)工程建設(shè)增多,建設(shè)規(guī)模也越來越大,隨著10kv配電線路分布越來越廣泛,其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,防雷難度有所提升。尤其是架空線路雷擊問題,為了降低雷擊損耗,對10kv配電線路防雷保護(hù)間隙的設(shè)計(jì)進(jìn)行了進(jìn)一步的分析和探討。

      一、10kv配電線路防雷保護(hù)間隙設(shè)計(jì)需求

      (一)線路地理位置不適合安裝防雷保護(hù)裝置

      10kv配電線路有絕緣裝置的保護(hù)作用,但是受到一些因素的影響,保護(hù)裝置無法正常發(fā)揮效果,就需要有其他保護(hù)裝置的保護(hù)作用,以避免雷電對線路產(chǎn)生的不利影響。比如線路建設(shè)在環(huán)境相對復(fù)雜的位置如山區(qū)等,這部分地區(qū)對防雷設(shè)施有較高的要求,如果難以尋找到合適的防雷設(shè)備安裝地點(diǎn),則防雷設(shè)施無法發(fā)揮出其應(yīng)用的效果。在架空線路中,防雷保護(hù)裝置的作用是有限的,保護(hù)作用發(fā)揮的三種類型分別是:避雷針等對雷電的屏蔽作用、提高導(dǎo)線的絕緣能力以提升對雷擊的抵抗水平、轉(zhuǎn)移閃絡(luò)點(diǎn),避免開關(guān)跳閘。當(dāng)以上三種措施均不能發(fā)揮作用時(shí),需要進(jìn)行防雷保護(hù)間隙的設(shè)計(jì)以降低雷擊損害。

      (二)絕緣子作用失效

      絕緣子在長時(shí)間的使用之下,長期暴露于空氣中會(huì)導(dǎo)致作用失效,各種塵埃、分子結(jié)構(gòu)等在絕緣子表面附和,使絕緣子原有的絕緣功能減弱,一旦遇到雷雨等惡劣天氣,雨水淋濕絕緣子表面物質(zhì),雷擊下就會(huì)發(fā)生污閃,絕緣子的絕緣效果消失。

      (三)配電線路有電擊影響

      在一些特殊地區(qū),10kv配電線路受到雷擊的影響較大,雷擊可能會(huì)對線路整體造成較大的損害,所以需要進(jìn)行防雷保護(hù)間隙的設(shè)計(jì)。選擇相應(yīng)的防雷技術(shù)的同時(shí),避免閃絡(luò)等問題的發(fā)生,用以維持整個(gè)供電系統(tǒng)運(yùn)行的正常。

      二、10kv配電線路防雷保護(hù)間隙設(shè)計(jì)分析

      雷電在瞬間對電力線路造成的損害是巨大的,雷電過電壓擊穿電力線路的絕緣層,線路絕緣功能急劇降低,導(dǎo)致線路在持續(xù)的工頻短路電流電弧作用下,雷擊位置弧根燃燒,導(dǎo)線被燒斷。一般情況下,一旦線路中絕緣子被破壞,斷路器會(huì)發(fā)揮作用,切斷電弧?;诖?,為了避免雷電對配電線路造成的損害,需要在防雷設(shè)施建設(shè)時(shí)對防雷保護(hù)間隙進(jìn)行明確的制定。

      當(dāng)雷擊發(fā)生時(shí),沖擊空氣簡析所需要的時(shí)間,與線路的保護(hù)間隙結(jié)構(gòu)有一定的關(guān)系,也與電壓大小有關(guān)。如果雷擊過電壓呈逐漸升高的趨勢,則空氣間隙擊穿的幾率也有所提升,當(dāng)電壓上升至一定的數(shù)值,空氣間隙則會(huì)被擊穿。絕緣擊穿情況影響10kv配電線路的運(yùn)行穩(wěn)定性,這是有操作過電壓決定的,操作過電壓產(chǎn)生于電容元件和電感元件中,如果電力元件在運(yùn)行過程中出現(xiàn)異常,則電容元件和電感元件會(huì)轉(zhuǎn)換電源能量,產(chǎn)生大于供電電壓的操作過電壓。一旦操作過電壓發(fā)生,右波前時(shí)間會(huì)發(fā)生空氣間隙擊穿,隨著保護(hù)間隙數(shù)值的增大,擊穿電壓最小值所對應(yīng)的波前時(shí)間也會(huì)隨之增大。對10kv配電線路進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)時(shí),保護(hù)間隙有柱形和兩種形式可以選擇,圓形間隙是在絕緣體成環(huán)狀的基礎(chǔ)上完成的,兩個(gè)絕緣體構(gòu)成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)在配合的作用下,形成保護(hù)間隙,這一過程中需要注意的是,兩個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)之間需要保持一定的距離,這種保護(hù)間隙形式能夠起到一定的平衡絕緣效果。柱形結(jié)構(gòu)則是由兩個(gè)圓形結(jié)構(gòu)組成的柱形電極結(jié)構(gòu),電極之間也需要保持一定的間距,在圓形結(jié)構(gòu)上方設(shè)置有球電極間隙,主要由兩個(gè)金屬電極制成。計(jì)算絕緣子串電壓需要相關(guān)軟件的輔助作用(ANSYS),在軟件良好的分析和處理之下,構(gòu)建出一個(gè)電磁場分析模型,最后得出準(zhǔn)確的電磁場量結(jié)果。泊松方程能夠計(jì)算絕緣子串電壓,輔助計(jì)算保護(hù)間隙絕緣子串,最終得出間隙數(shù)值,根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)間隙數(shù)值,達(dá)到良好的保護(hù)作用。

      三、結(jié)束語

      綜上所述,為了提高10kv配電線路的防雷功能,需進(jìn)行線路的防雷保護(hù)間隙設(shè)計(jì),結(jié)合設(shè)計(jì)要求,利用現(xiàn)代技術(shù)的輔助作用,結(jié)合各方面影響因素,準(zhǔn)確計(jì)算出合理的防雷保護(hù)間隙數(shù)值,以提高10kv配電線路的防雷能力,避免雷擊對供電系統(tǒng)造成的損害,為人們提供穩(wěn)定的電力資源。

      參考文獻(xiàn):

      [1]鄧洛.關(guān)于10 kV配電線路防雷保護(hù)間隙的設(shè)計(jì)探討[J].科技與創(chuàng)新,2019(12):35-36.

      [2]吳櫻昌.關(guān)于10kV配電線路防雷保護(hù)間隙的設(shè)計(jì)[J].通訊世界,2018(4):164-165.

      [3]蔣遠(yuǎn)能.關(guān)于10kV配電線路防雷保護(hù)間隙的設(shè)計(jì)探討[J].中國科技投資,2017(6):154.

      [4]賴達(dá).10kV配電線路防雷保護(hù)間隙的設(shè)計(jì)[J].電子測試,2015(12):98-99,88.

      (作者單位:南京華東電力設(shè)計(jì)研究院有限公司)

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