10kV架空配電線路防雷措施的研究
雷擊架空供電線路會對系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響,直擊雷一般會從供電系統(tǒng)的三個地方人侵:一是對絕緣導(dǎo)線進(jìn)行雷擊,當(dāng)雷電人侵后,導(dǎo)致絕緣導(dǎo)線發(fā)生斷線;二是對電桿、金屬器具進(jìn)行雷擊,雷電人侵之后會導(dǎo)致電桿、金屬器具發(fā)生接地放電;三是對絕緣子進(jìn)行雷擊,這時就會引起絕緣狀態(tài)不良的絕緣子發(fā)生閃絡(luò)。通過對大秦線湖東站區(qū)電力設(shè)備雷擊現(xiàn)象進(jìn)行分析,結(jié)合現(xiàn)場實際情況,研究大秦線湖東站區(qū)“重雷”地區(qū)電力雷害整治措施,可提高大型站區(qū)負(fù)荷供電的安全保障能力。
1典型故障分析
1.1 典型故障分析2017年6月18日,因雷擊造成站饋八55#桿電桿上部水泥大面積剝落,鋼筋裸漏嚴(yán)重。見圖1。

2017年8月31日,因雷擊造成站饋八23#桿中導(dǎo)線桿頂帽抱箍燒損脫落照片。見圖3。
為保證湖東站饋八10kV線路供電可靠性,于2016年將原架空線路由裸導(dǎo)線改為絕緣導(dǎo)線。但在2017年雷雨季節(jié)就發(fā)生了3起雷擊故障,絕緣導(dǎo)線故障率明顯高于裸導(dǎo)線。經(jīng)分析,主要原因如下:
1.2.1絕緣線的結(jié)構(gòu)所致
絕緣導(dǎo)線采用半導(dǎo)電屏蔽和交聯(lián)聚乙烯作為絕緣層,其中使用的半導(dǎo)體材料具有單向?qū)щ娦阅埽诶自茖Φ胤烹姷拇髿膺^電壓中,很容易在絕緣導(dǎo)線的導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)過電壓,且很難沿絕緣導(dǎo)線表.皮釋放。
1.2.2絕緣導(dǎo)線遭受雷擊后的電磁機(jī)理特殊,造成雷擊斷線較多
2雷電防護(hù)缺陷分析
2.1沖擊接地電阻分析在電力設(shè)備運(yùn)行中,當(dāng)遇到雷擊受到雷擊電流的沖擊時,在電力設(shè)備的薄弱部分發(fā)生泄流,而既有接地電阻超過正常值,導(dǎo)致絕緣子發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象的發(fā)生。
2.2站場地區(qū)雷電防護(hù)要求的差異性分析
在不同的站場地區(qū),雷電和土壤參數(shù)也會不同,10kV電力線路具有線路長,跨度大的特點(diǎn),在一條10kV電力線路上,一-般會有多種雷電及土壤參數(shù),而不同參數(shù)的雷電危害程度也不--樣,所以雷電防護(hù)就需要進(jìn)行針對性的設(shè)計。但在實際雷電防護(hù)設(shè)計中,卻沒有將這種差異性考慮進(jìn)去,使得雷電防護(hù)的措施不夠完善,雷電的防護(hù)作用無法完全發(fā)揮出來。
3防范措施
針對大秦線大型站區(qū)雷擊故障問題,根據(jù)線路特點(diǎn),針對性的制訂改造既有設(shè)備方案,以方便施工,投資小的原則,在湖東站饋八10kV 架空電力線路上采取了防雷補(bǔ)強(qiáng)措施。3.1 電桿頂部安裝避雷針6處,每隔10基電桿在電桿頂部安裝避雷針一組,其高度為1800mm,其重量、結(jié)構(gòu)、電桿本身均可滿足安裝需求。接地引下線沿電桿安裝,接地電阻不大于100。此方案的優(yōu)點(diǎn)是:該方案可有效降低雷擊造成的閃絡(luò)概率。不需要大范圍改造既有設(shè)備,方便施工,投資少。避雷針在10kV電桿上安裝見圖4。
3.3整治既有接地極。銹蝕嚴(yán)重的接地極因容易出現(xiàn)土壤接觸電阻高,而造成接地電阻不達(dá)標(biāo),所以應(yīng)棄用新設(shè)。對凡接地電阻高于10Q的一-律做降阻處理,使用經(jīng)過熱浸鍍鋅防腐處理的接地極。
3.4更換大爬距針式絕緣子。為進(jìn)一步提高線路供電穩(wěn)定性,采用更換大爬距針式絕緣子156個,原則根據(jù)防雷要求將既有P-15T針式絕緣子更換為P-20T型。
4實施效果
針對湖東站饋八10kV架空電力線路既有防雷措施不足的實際情況,,按照絕緣導(dǎo)線運(yùn)行特點(diǎn)補(bǔ)強(qiáng)防雷措施的改造方案,研究制定防范措施并實施,取得了顯著成效。為今后絕緣導(dǎo)線改造區(qū)段同步進(jìn)行防雷改造提供了寶貴經(jīng)驗,有效地補(bǔ)強(qiáng)了該區(qū)段的防雷能力,提高了該區(qū)段線路的穩(wěn)定性。確保了供電質(zhì)量,減少了電壓波動,保障了湖東站區(qū)一級負(fù)荷的安全穩(wěn)定供電。同時,確保了湖東焊軌基地的正常生產(chǎn)工作秩序的開展,既避免了電力設(shè)備因雷擊故障對鐵路運(yùn)輸秩序的影響,特別是減少了湖東焊軌基地停工或產(chǎn)品報廢的間接經(jīng)濟(jì)損失。
通過對湖東站饋八10kV架空電力線路進(jìn)行防雷改造,提高了該區(qū)段線路的穩(wěn)定性,確保了電壓質(zhì)量,減少電壓波動,保障了湖東焊軌基地的正常工作進(jìn)行,同時也提高了信號電源的可靠性。有力的保證了生產(chǎn)運(yùn)輸秩序的正常進(jìn)行。
4.2經(jīng)濟(jì)效益分析
按照歷次故障恢復(fù)情況看,惡劣天氣條件下故障點(diǎn)排查耗時均在1小時左右,考慮恢復(fù)時間,延時一般達(dá)到120分鐘,按行車設(shè)備故障考核辦法中的故障延時計算,需考核年度故障延時總費(fèi)用可達(dá)9.86萬元。同時,由于線路停電時焊軌基地?zé)o法正常生產(chǎn),將會導(dǎo)致近200萬元的間接經(jīng)濟(jì)損失。
5結(jié)束語
由于大秦線地域跨度大,氣候變化差異大,各區(qū)段的雷電參數(shù)不一-樣,需要根據(jù)雷電的活動區(qū)域強(qiáng)弱進(jìn)行不同區(qū)域的劃分,不同的區(qū)域應(yīng)采用不同的防雷措施,同時還需要根據(jù)雷電參數(shù)和雷擊故障信息等對感應(yīng)雷和直擊雷的防護(hù)措施進(jìn)行確定,以此來建立起差異化的電力系統(tǒng)雷電防護(hù)體系。電力系統(tǒng)的安全性和可靠性關(guān)系到鐵路生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)恼i_展,需要制定和完善相應(yīng)的雷電防護(hù)體系,有效提高電力系統(tǒng)的雷電防護(hù)能力,從而確保鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩涂煽窟\(yùn)行。相關(guān)內(nèi)容
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