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浅谈10KV配电线路单相接电防雷

[作者:网络  来源:网络转摘  时间:2020/4/12 21:48:30  阅读:275次][字体:字体颜色]
摘要:本文主要分析10KV配电线路单相接地故障产生的原因、危害及影响,并提出了有效的防护方法,以及对配电变压器的防雷措施做了简单的概述,提高了供电的可靠性。
  
  关键词:10KV配电接地故障防雷措施
  
  1、单相接地故障产生的主要原因
  
  电网短路主要包括包括4种,其中最严重的是三相短路,而单相接地短路则是其中最常见的短路故障,10kV配电线路在实际运行中,经常发生单相接地故障,特别是在雨季、大风和雪等恶劣天气条件下,单相接地故障更是频繁发生。比如说黑龙江省龙沙供电局,2005年的24次异常中,单相接地故障占了7次,2006年的31次异常中,单相接地故障占8次。发生单相接地后,故障相对地电压降低,非故障两相的相电压升高,但线电压却依然对称,因而不影响对用户的连续供电,系统可运行1~2h,这也是小电流接地系统的最大优点;但是,若发生单相接地故障后电网长时间运行,会严重影响变电设备和配电网的安全经济运行。
  
  因此电线周围一定范围不能有楼房、大树等物,留出“输电走廊”。总体的来说,这些都是由于负载不平衡造成的,具体来看,导致单相接地故障配线短路最常见的原因是导线断线、绝缘子击穿和树木短接。
  
  1.1单相接地故障的特征
  
  中央信号:警铃响,“某千伏某段母线接地”光字牌亮,中性点经消弧线圈接地系统,还有“消弧线圈动作”光字牌亮;
  
  绝缘监察电压表指示:故障相电压降低(不完全接地)或为零(完全接地),另两相电压升高,大于相电压(不完全接地)或等于线电压(完全接地),稳定性接地时电压表指针无摆动,若电压表不停地摆动,则为间歇性接地;
  
  中性点经消弧线圈接地系统,装有中性点位移电压表时,可看到有一定指示(不完全接地)或指示为相电压值(完全接地时)消弧线圈的接地报警灯亮;
  
  发生弧光接地时,产生过电压,非故障相电压很高,电压互感器高压保险可能熔断,甚至可能烧坏电压互感器。
  
  2、单相接地故障造成的危害
  
  2.1对变电设备的危害。在10千伏配电线路发生单相接地故障后,简单地来说,从感性元件和容性元件的特点上就可以判断出来。当这种配线短路的问题发生后,此时的电压会变成谐振过电压,几倍高于正常电压,导致变电器绝缘性减弱,甚至会造成击穿,发生严重事故。
  
  2.2影响供电稳定。在单相接地故障发生后,电力部门在选线时,需要暂时对未发生故障的线路停止供电,这就影响了人们的日常生活;而同时发生故障的的配电线也会停电,只要是在维修期间,故障尚未找出和排除时,此电网覆盖下的区域将持续停电,对社会和人民的生产生活造成极大的不便。
  
  2.3对配电设备的危害。故障发生后,此时的电压会变成谐振过电压,将会倍高于正常电压,导致变电器绝缘性减弱,甚至会造成击穿,发生严重的电路事故。例如将配电器损坏,将壁垒和安全设备损坏,甚至有可能引起火灾。
  
  2.4对线损的影响。配电线路发生故障以后,和负荷电流和供应电压否相应增大,超过线路自身负荷,将会被迫向外放电,不但在相线上有损耗,在中性线上也将会造成损耗,增加了线损的程度。
  
  3、对单相接地故障的预防和处理办法
  
  3.1预防办法
  
  对于配电线路单相接地故障,可以采取以下几种方法进行预防,以减少单相接地故障发生。
  
  对配电线路定期进行巡视,主要检查导线与树木、建筑物的距离,电杆顶端是否有鸟窝,导线在绝缘子中的绑扎或固定是否牢固,绝缘子固定螺栓是否松脱,横担、拉线螺栓是否松脱,拉线是否断裂或破股,导线弧垂是否过大或过小等。
  
  对配电线路上的绝缘子、分支熔断器、避雷器等设备应定期进行绝缘测试,不合格的应及时更换。
  
  对配电变压器定期进行试验,对不合格的配电变压器进行维修或更换。
  
  在农村配电线路上加装分支熔断器,缩小故障范围,减少停电面积和停电时间,有利于快速查找故障点。
  
  在配电线路上使用高一电压等级的绝缘子,提高配电网绝缘强度。
  
  3.2发生单相接地故障后的处理办法
  
  当配电线路发生单相接地后,变电所值班人员应马上作好记录,迅速报告当值调度和有关负责人员,并按当值调度员的命令寻找接地故障,当拉开某条线路的断路器,接地现象消失,便可判断它为故障线路。
  
  4、配电变压器雷害原因及防雷措施
  
  除了上述导致单相接地故障的原因外,雷害也是导致配变电器损毁的重要因素之一。
  
  4.1配电变压器的安装位置不合适,易遭雷击一般来说,地势海拔越高越容易引起遭受雷击等感应放电的发生。我县同样位于山岭地带,由于山区交通不便,经济欠发达,故电力设施落后,破损严重。遇到雷雨天,很容易被雷击损坏。因此,在山区地带安装配电变压器时,位置的考虑就至为重要,除了要考虑整体的电网负荷平衡、交通便利和便于安装导线和维修以外,还必须要注意,不可将变压器安装在近制高点,以防过多的聚集电荷而引发雷害。除此之外,还要安装齐备完善的避雷针等避雷装置,必须选用质量过硬正规厂家生产的产品,不得选用劣质和不合格产品。
  
  4.2接地极接地电阻阻值偏大,造成雷击在安装避雷器接地装置时,需要对变压器进行降阻的处理,而且要对接地的部位进行深埋处理,否则接地的电阻将难以达到技术规范要求,很可能会导致事故的发生;而长时间的缺乏保养和维护,也会给事故留下隐患。当雷电电流通过避雷器沿接地极向大地释放时,致使雷电电流释放受阻,强大的雷电电流一部分被迫向配电变压器或线路方向释放,造成配电变压器损坏。同时接地极接地电阻阻值偏大,当低压侧线路落雷时,不能有效地降低雷电流产生的“反变换电压”幅值,从而使配电变压器遭受雷击损坏。
  
  根据规程规定,容量100kV·A及以上变压器的接地电阻阻值不应大于4Ω,配电变压器低压侧每路出线中性线重复接地点不应少于3处其接地电阻阻值不大于10Ω;容量100kV·A以下变压器的接地电阻阻值不应大于10Ω,每路出线中性线重复接地点不少于3处,其接地电阻阻值不大于30Ω。
  
  4.3避雷器未做交接试验或损坏后发现不及时,造成雷击配电变压器损坏在安装之前,必须首先核对避雷器铭牌,其规格是否与安装地点的要求相符合,同时应对避雷器认真进行交接试验,验证其性能必须符合出厂标准和《电力设备预防性试验规程》的相关规定,各种部件应完整,瓷绝缘无损伤。
  
  当避雷器安装后,其上端接相线,下端三相短路并可靠接地;避雷器相间距离不应小于有关设计安装规程的规定;避雷器在运行中必须定期进行巡视和检查,重点检查瓷套管是否完整、表面有无闪络痕迹,引线连接及接地是否牢固。每年雷雨季节之前,应将避雷器做1次预防性试验,经试验确认不合格的避雷器应及时更换。
  
  4.4避雷器的接地引下线不符合规程要求,雷电电流不能泄入大地目前,避雷器接地引下线主要存在下列问题:有的未按照规程规定进行正确安装,而采用简单捆绑的方法,经过一段时间捆绑部位将会松动脱落;有的接地引下线受外力破坏发生断裂、丢失;有的接地引下线连接点紧固不牢,存在虚接现象等。雷雨季节一旦避雷器动作,在强大的瞬时雷电电流的作用下,接地引下线不合格的连接点立即被烧断,致使瞬时雷电电流不能立即向大地释放,安装的避雷器根本起不到应有的作用。所以,避雷器的接地引下线应采用焊接或螺栓连接。接地引下线选择铜线时,其截面积不应小于16mm2;选择钢线,其截面积不应小于24mm2(相当于铝的等效截面积25mm2)。配电变压器运行单位还应经常对避雷器进行巡视检查,及时发现接地引下线松动、断裂或零部件丢失等问题,并应及早处理。
  
  4.5正、反变换过电压的产生,损坏配电变压器大部分10kV配电变压器高压侧都装有避雷器,但低压侧未装设避雷器或击穿保险,装设的避雷器或击穿保险未投入等,同时防雷接地与工作接地共用一套接地装置,在这样的配置下,配电变压器很容易产生变换过电压。正变换过电压:当10kV配电变压器低压侧线路遭受雷击时,通过变压器二次绕组的冲击电流产生的感应电动势,将按配电变压器的变压比即25倍作用于高压绕组上,瞬时冲击电压高达200kV,远远超过变压器高压绕组的允许冲击电压75kV,由于配电变压器中性点的绝缘水平较低,很可能发生高压侧绕组绝缘击穿故障。同时,雷电冲击电压通过低压线路侵入用户,也会造成家用电器的损坏。
  
  反变换过电压:当配电变压器高压侧遭受雷电时,经过避雷器的雷电电流非常大,在接地装置上产生电压降,这个压降同时作用在低压绕组中性点和低压绕组上,通过电磁感应在高压侧也会产生高电压。星形接线的10kV配电变压器,绝缘水平较低的高压中性点也会出现对绝缘有危险的过电压。因些,在10kV配电变压器的低压侧加装避雷器或击穿保险,既可以有效地保护配电变压器低压侧绕组,同时还能保护高压侧绕组免遭变换过电压影响,这对减少配电变压器事故,提高供电可靠性,具有重要的意义。
  
  5、结束语
  
  10kV配网是电力系统与用户直接相连的重要环节,点多线长面广,运行环境较为复杂,它的安全运行水平直接影响供电企业的经济效益和社会效益。我们应重视10kV配网管理,应在实践中总结经验,要做好各方面的管理工作,并积极应用新技术、新设备,预防线路故障发生,提高线路供电可靠性,从而保证电网的安全、经济和稳定运行,更好地满足社会经济发展的需要。
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