配网雷击跳闸的治理对策分析

2014-12-24李鹏

科技创新与应用 2014年36期

李鹏

摘要：配网系统主要作用是把电能配送给各个用电用户，在配网系统其中有很多老旧的线路，受到设计能力和资金方面的影响，导致线路有些老化、没有很高的绝缘能力，另外路径设计的也不够合理，很容易发生雷击跳闸的问题。文章对雷击跳闸的机理和预防雷击的技术做了简单的分析，重点阐述了如何治理配网雷击跳闸。

关键词：配网；雷击跳闸；治理对策

通常情况下，在出现雷雨大风等一些恶劣的天气时，配网遭受雷击而导致跳闸的现象非常多，占跳闸总数的一半以上，从配网跳闸之后的故障分析能够看出，雷击对瓷瓶和避雷器造成了严重的损坏，因此研究配网防雷是当前一项非常重要的任务，必须要提高防雷的设计标准，增强对配网的防雷改造。

1 雷击跳闸机理

1.1 绝缘水平较低

绝缘子的绝缘水平和线路绝缘的水平有着直接关系，受到绝缘子的限制，例如P20绝缘子的绝缘值是145千伏，而P15绝缘子的绝缘值是115千伏，也就是说当雷击的电压超过这个范围之后就会出现配网跳闸的问题出现。

1.2 故障形式影响

如果雷击电压大于配网线路的冲击绝缘能力时，如果其中一相的绝缘水平较低，有可能出现单相闪络，另外两相不会发生闪络。原因在于当一相闪络之后就相当于接地，也就是耦合地线，这样其它两相对地电容增大，能够承担降低雷击的陡度。

如果三相的绝缘水平相互持平，同时雷击的电压要大于绝缘子的绝缘能力达到30%以上，就会导致二相或三相同时闪络，同时出现很大的短路电流，在配电线路开关的保护之下，短路电路会致使配网出现跳闸。

1.3 电压过大

当雷电击中配网时，最高的电压能够达到4000千伏，通常情况下，雷电都会导致配网绝缘子闪络放电；另外感应雷过电压也有可能使配网跳闸，雷过电压的大小通过公式V=30HIf（B）/D计算出来，公式中的H为线路的高度，通常为7米；I为雷电流幅值；f（B）为与雷电流有关的系数，大约在1.1～1.4之内；D为雷击中的位置同线路之间的最小长度；当I为30kA，D为40米，f（B）为1.2时，通过计算电压为189千伏；当I为20kA，D为40米，f（B）为1.2时，通过计算电压为126千伏。由此可见，在线路40米之外受到雷击，即使是较小的雷击也会导致绝缘子闪络，而雷击的电压普遍很好，很容易导致线路的绝缘子别击穿或闪络。

2 预防雷击的技术

2.1 绝缘技术

通常情况下，配网的绝缘使用绝缘导线或是P20的绝缘子，用这种方法强化线路的绝缘对于配网的防雷效果并不太好，因为绝缘能力有限的，在受到雷电的时候没有作用，对感应雷只是在雷击的电压过小或累计位置比较远的情况下才能减弱闪络发生的几率。如果使用绝缘导线进行单回架设，在受到雷电电击时经常交织了断线，因此对绝缘导线进行预防雷击的工作必须要重视起来，加强预防的力度。

除此之外，在空旷的位置尽量不要使用绝缘导线，要把绝缘导线设置在多回路中的下方；为了避免三相短路，还可以提高两根导线的防雷水平，另一根正常绝缘就可以，也就是所说的不平衡绝缘法，在雷电电流不算过大时让一相出现闪络，防止多相短路问题的出现。

2.2 泄放技术

（1）采用放电间隙，配合重合闸和消弧线圈，泄放的效果同避雷器一致，只是熄灭续流的能力差，需要借自消弧线圈的正确运行来熄灭单相间隙的电弧。一旦是多相放电导致的短路配网跳闸，就要使用重合闸来进行供电工作。（2）安装线路避雷器，避雷器在进行放电时能够泄放雷电，同时还能够较快的恢复绝缘的能力，有效避免了配网被雷击引起一些问题。需要注意的是要保证泄放工作的顺利，使接地电阻越小越好，交流无间隙MOA避雷器5kA下残压为5OkV，也就是冲击电阻为10欧姆，如果接地装置的冲击电阻为5欧姆，5kA条件下的地网电位则为25kV，两者相加为75kV，不会造成P15绝缘子的闪络问题出现。另外避雷器的接地电阻要尽量为5欧姆左右，接地装置尽量围绕杆来进行敷设，形成一个完善的环形，有效的缩小冲击系数。避雷器的工作面积同雷电的陡度和导线的波阻抗有着直接的关系，如果从感应雷电的电压方面进行分析，避雷器的波头较缓，相应的工作面积可以适当的增加，但是从配电线路绝缘水平的方面进行分析，避雷器的工作面积只能在100米左右。

2.3 躲避技术

（1）用架空绝缘电缆把架空裸导线替换掉，以地电位来保护导线，这是当前一种非常安全的方法，但是造价比较高，真正实施起来有一定的难度，目前城市网络改造时，把电缆埋入地下并不是为了避免受到雷击，更多的是为了净化城市的环境。（2）通过安装避雷针防止雷击，这样能避免配电线路受到雷电的损坏，为了更好的保证线路在雷过电压时不出现闪络的现象，这种设备要安装在距离线路100米之外。

3 雷击跳闸的治理对策

3.1 安装分支分界开关

在配电线路的分支处、主线的中后处安装分支分界开关，能够在线路出现问题时及时切断电源，有效的防止了整条线路都出现跳闸现象，极大的提高了供电的可靠性。

3.2 增强线路防雷设计标准

针对雷电对配网的破坏问题，按照规程的前提下增强线路的防雷设计标准，另外已经运行的线路的杆塔高度、结构，开展防雷改造具有局限性，因此必须从设计的源头严格审查。针对500千伏的线路和同塔线路要采取5度以下负保护角；110、220千伏的线路分别采用15度和10度以下的保护角，避免线路绕击出现跳闸的问题。

提高线路的绝缘设计，使用电弧距离大的绝缘子，提高玻璃绝缘子片数，用玻璃绝缘子或合成绝缘子来替换瓷绝缘子；玻璃绝缘子还适用于山顶或突出的位置，在提高绝缘能力的同时还要相应的增强塔头尺寸和空气间隙裕度，避免放电概率的增大。

3.3 提高继电保护和重合闸管理水平

线路防雷在一次方面具有一定的局限性，配网的雷击跳闸几率达到一个可以承受的水平，雷击跳闸是不能完全避免的，在采取防范措施的同时还要提高继电保护和重合闸的管理水平，防止重合闸退出。

3.4 加强运行管理和科研工作

要建立一个线路雷击跳闸记录和防雷运行报表，详细记录雷击跳闸的具体情况，对防雷工作的开展进行分析和总结；提高配网防雷工作的管理，经常性的查找雷击故障位置，及时更换破旧的绝缘子；设定完善的设备检测和改造的计划，对突发问题做好处理措施，积极进行防雷科研和应用。

4 结束语

通过上述分析，配网防雷工作是一项长期的工作，由于气候的变化，雷电出现的次数越来越多，配网跳闸的现象也随之增多，因此开展防雷改造、进行有效的防雷措施是当前一项非常重要的任务，文章针对当前雷击跳闸率和出现雷击的原因，提出了几点治理配网跳闸的对策，希望能对今后的防雷工作起到一些帮助。