引言

近年來我國對于配網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,但各地配網在防雷設備的實際應用中沒有根據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)的配網設備狀況,分析目前各配網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,進一步提升配網的綜合防雷水平。

110kV配電設備的防雷現(xiàn)狀

1.110kV配網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生電流,并產生磁通,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生過電壓,稱為正變換。雷擊過程中配變逆變換產生的過電壓危害大于正變換產生的過電壓。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生的磁通與低壓繞組產生的磁通相互抵消,抑制正、逆變換過電壓。

2.1.3避雷器內藏于變壓器內

將氧化鋅避雷器裝在變壓器內部,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):避雷器內藏于變壓器內適用于氣候惡劣、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,對于各地的配網防雷方案,應根據線路設備所處地形、網架結構、保護要求等進行差異化選擇,綜合考慮氣候、地形、經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。