引言

近年來我國對于配網(wǎng)防雷技術的研究不斷加大,出現(xiàn)了各種新型防雷措施,其應用條件、環(huán)境各不相同,但各地配網(wǎng)在防雷設備的實際應用中沒有根據(jù)自身實際情況進行選擇,導致防雷效果大打折扣。因此,本文結合珠江三角洲地區(qū)的配網(wǎng)設備狀況,分析目前各配網(wǎng)設備使用的防雷措施及存在的問題,通過合理選擇相應的防雷措施及應用新型防雷設備,進一步提升配網(wǎng)的綜合防雷水平。

110kV配電設備的防雷現(xiàn)狀

1.110kV配網(wǎng)防雷措施及存在的問題

為防止雷電波入侵變壓器導致絕緣損壞,普遍做法是在配變的高、低壓側分別安裝避雷器,通過避雷器動作時的限壓作用保護配變絕緣免遭雷擊損壞。在沒有安裝低壓避雷器時,低壓繞組出線相當于通過線路波阻抗接地,低壓繞組在中性點過電壓作用下會產(chǎn)生電流,并產(chǎn)生磁通,在電磁耦合作用下,在高壓繞組中感應出高電壓,危及繞組的安全運行,此過程稱為逆變換。與逆變換相反,雷電波由變壓器低壓側入侵,低壓繞組上的電流通過電磁耦合作用在高壓側產(chǎn)生過電壓,稱為正變換。雷擊過程中配變逆變換產(chǎn)生的過電壓危害大于正變換產(chǎn)生的過電壓。在配變的高低壓側都安裝避雷器能有效抑制正變換過電壓的幅值,并在一定程度上降低逆變換過電壓。但是,對于強度、陡度都較大的雷電波作用下產(chǎn)生的逆變換過電壓,通過在高、低壓側安裝避雷器還難以完全消除危害。1.2架空導線的防雷措施現(xiàn)狀及存在的問題

金屬氧化物避雷器屬于閥式避雷器,其保護作用主要靠間隙和閥片的相互配合完成,但其保護范圍非常有限,僅對緊靠其安裝的桿塔設備有較好的保護效果:當雷電流能量較大,超過避雷器承受能力時,避雷器被擊穿,由于沒有間隙隔離,往往造成永久接地故障,反而影響電力供應。此外,避雷器一般裝在桿塔上,發(fā)生內(nèi)部擊穿時,巡視人員較難通過外觀判斷避雷器故障,加大了故障點的查找難度。

1.3電纜線路的防雷措施現(xiàn)狀及存在的問題

在電纜終端頭安裝性能優(yōu)良的氧化鋅避雷器是降低電纜雷擊故障的有效方法。而電纜中間頭作為電纜線路防雷的薄弱點,無法像終端頭一樣通過安裝避雷器進行防雷保護。如何保護電纜中間頭免遭雷電波侵害,是提高電纜耐雷水平的關鍵。

210kV配電線路防雷措施的差異化選擇

2.1防雷變壓器的使用

2.1.1Yzn11聯(lián)結防雷變壓器

防雷變壓器的設計原理是在繞組中串入方向相反的繞

組,利用反向繞組抵消正、逆變換過電壓。以目前廣泛采用的Yzn11防雷變壓器為例,其高壓繞組連接成Y形,低壓側每個芯柱的繞組由兩部分組成,其匝數(shù)相同,反向串聯(lián)組成。無論雷電流多大,總磁通保持為零,有效消除了正、逆變換過電壓。

2.1.2附加防雷繞組的防雷變壓器

附加防雷繞組變壓器設置有一組獨立的反向繞組,變壓器正常運行狀態(tài)下,閉合器斷開,防雷繞組處于開路狀態(tài),當變壓器繞組有雷電波入侵時,防雷繞組導通投入運行,防雷繞組在鐵芯上產(chǎn)生的磁通與低壓繞組產(chǎn)生的磁通相互抵消,抑制正、逆變換過電壓。

2.1.3避雷器內(nèi)藏于變壓器內(nèi)

將氧化鋅避雷器裝在變壓器內(nèi)部,減小了避雷器連接引線的長度,降低了引線在雷電沖擊電流作用下的壓降,避雷器免受高溫、雨淋、污穢等因素影響。此外,避雷器浸泡在變壓器油中,能通過油循環(huán)散熱,大大改善了避雷器散熱條件,減緩了避雷器老化過程,延長了使用壽命。

2.1.4防雷方案的選擇與應用原則

防雷變壓器的應用應考慮負荷特點、投資水平、配變損耗等因素進行差異化選擇。其中,Yzn11聯(lián)結防雷變壓器適用于負載率低、雷害嚴重的地區(qū):附加防雷繞組變壓器適用于投資水平高、負荷集中、雷害嚴重的地區(qū):避雷器內(nèi)藏于變壓器內(nèi)適用于氣候惡劣、污穢嚴重的地區(qū)。

2.2新型避雷器的合理使用

2.2.1跌落式避雷器

跌落式避雷器正常運行時,與普通避雷器一樣承受系統(tǒng)電壓,并在系統(tǒng)出現(xiàn)過電壓時動作泄流。當避雷器發(fā)生故障時其本體會自動跌落,與系統(tǒng)脫離,同時可以像跌落式熔斷器一樣直接通過絕緣操作桿更換避雷器本體,維護時不需停電,提高了運維效率和配網(wǎng)供電可靠性。

2.2.2線路過電壓保護器

線路過電壓保護器限流元件通過連接金具固定在瓷橫擔上,引流環(huán)套在橫擔上,與導線直接形成間隙,其結構如圖1所示。雷擊時,引流環(huán)與架空線路間的空氣間隙被擊穿,此時過電壓保護器殘壓被限制在一定范圍,避免絕緣子閃絡。其安裝過程不需去除導線絕緣層,所以導線不存在防水問題且施工方便,避雷器本體不承受系統(tǒng)電壓。該設備不僅適用于架空絕緣導線,也適用于架空裸導線。但基于引流環(huán)的結構設計,只能安裝于直線桿橫擔上。

2.2.310kV線路雷擊閃絡保護器

10kV線路雷擊閃絡保護器由引弧電極、閃絡保護器本體、安裝金具組成。當線路遭到雷擊產(chǎn)生過電壓時,空氣間隙擊穿放電,限制過電壓。通過配合不同的金具,其可安裝于直線桿塔橫擔及耐張桿塔的絕緣子上,雷擊閃絡保護器可采用桿塔作為自然接地,降低了安裝條件要求和難度,具有價格便宜、安裝簡單、動作可靠、維護方便的特點。

2.2.4新型避雷器的選擇與應用原則

新型避雷器適用于對架空裸導線、絕緣導線的防雷保護,跌落式避雷器也可取代傳統(tǒng)金屬氧化物避雷器,實現(xiàn)對電纜終端頭的保護。其中,跌落式避雷器一般安裝于鐵塔等有較寬位置的地方:線路過電壓保護器一般安裝在直線桿塔上:10kV線路閃絡式避雷器可安裝于直線、耐張桿塔上。

3結語

綜上所述,對于各地的配網(wǎng)防雷方案,應根據(jù)線路設備所處地形、網(wǎng)架結構、保護要求等進行差異化選擇,綜合考慮氣候、地形、經(jīng)濟水平等因素的影響,科學取舍,以保證10kV配電線路的防雷效果。