城市配电线路绝缘化与防雷措施

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1、城市配电线路绝缘化与防雷措施　　摘要：目前,我国城网架空绝缘配电线路一般无可靠的防雷措施,雷击断线事故已有发生。国外,架空绝缘配电线路的使用已很成熟,防雷措施比较完善合理。本文分析了城市配电线路换为绝缘线后发生的雷击断线的原因,并采取相应的防雷措施,以减少事故的发生。关键词：城市供电;配电线路;绝缘线;防雷措施中图分类号：F291.1文献标识码：A文章编号：引言：架空配电绝缘线比裸线有着大幅度降低因外力事故造成导线碰撞短接和绝缘子故障及线树矛盾引起的停电事故,大大提高了供电可靠性;大幅度降低了因误碰带电导线造成的人身伤亡事

2、故;减小了相间距离及对建筑物的水平距离,从而减少了占用的空间走廊;使架空配电线路装置小型化,节约了材料,减轻了重量,降低了施工人员的劳动强度,大大减少了维修工作量等。由于以上诸多优点,早在50年代初,法国就开始研究架空绝缘束线,并以这种束线代替架空裸导线,从而使架空配电线的故障率由裸线的10次/100km变为绝缘后的2.5次/100km。瑞典、芬兰、意大利、英国、法国、美国、日本等国也广泛的应用了架空配电绝缘线,并取得了良好的经济效益和社会效益。6雷击绝缘线断线事故的介绍及理论分析我国从80年代开始试用架空绝缘线,北京供电

3、局则是在9511工程及9950工程中大量采用了幅照交联聚乙烯架空绝缘线。这两项大的工程,在配网工作实施中,由于大部分是将原线路上的裸导线撤下,换上绝缘线,其防雷措施与原来的裸导线线路的防雷措施没有变化(原裸导线线路只是在柱上开关、变压器、出线电缆头处安装了避雷器),从而在1998年共发生了14起雷击断线事故。国外在刚开始架设绝缘线时,由于未采用相应的防雷措施,也发生了雷击断绝缘线的事故。如日本1969—1971年间共发生中压配电绝缘线事故1290次,其中雷击断线事故475次,占中压配电绝缘线事故的36.8%。日本裸线中压配

4、电事故1969—1971年共8440次,其中因雷击断线事故539次,占中压配电裸线事故的6.4%。绝缘线故障为裸线事故数的15.3%,可见换为绝缘线后,故障数大大下降。而其中绝缘线遭雷击断线事故占裸线遭雷击断线的88.13%,表明雷击断线是造成绝缘线运行事故的一个十分重要的原因。架空配电线路存在二种过电压,一种是内部过电压,根据GB14049-93额定电压10kV、35kV架空绝缘电缆的技术条件,10kV薄绝缘线(我局采用的是此种薄绝缘结构的绝缘线)。其冲击电压耐受水平为75kV,作为内部过电压,如以其值为4Pu(Pu=3

5、×相电压)6考虑,则此值小于75kV,对薄绝缘结构的绝缘线不会造成损害。另一种是大气过电压,当雷击裸导线时(直击雷或感应雷),电磁点靠电磁力的作用,沿导线迅速推移,雷电流经开关、变压器等设备处的避雷器迅速导入大地,或在工频电流烧断导线之前,引起断路器跳闸,所以较少有断线事故发生。然而,当雷击绝缘线时,绝缘层对电弧的移动形成屏障,使电弧移动较慢,工频电弧集中在绝缘层的破坏点,由于直击雷或感应雷破坏了绝缘层,其续流(电弧电流)造成相间短路而引起,因为绝缘线电弧部位被固定,所以比裸导线更易烧断,绝缘线的熔断时间比裸线快,这也是绝

6、缘线遭雷击而致断线、端头较整齐的原因。绝缘线的特性范围与电线种类、电线张力、气象条件和电弧产生方法等因素有关。电弧持续时间受气象等因素影响,建弧后持续0.2～0.6s的时候较多。由于是10kV设备,耐压水平一般不高,所以落雷建弧机率也就比较高。当相电压加在闪络回路时,流过接地电流,对我局中性点不接地系统来说,因接地电流很小,一般不会引起断线,而线路对接地侧金属附件的绝缘可在瞬间恢复。对我局中性点经小电阻接地系统来说,因接地电流较大,烧断线的机率就大大增加。如果雷击闪络发生在两相或三相之间(不一定在同一电杆上),工频电弧电流

7、数千安培集中在绝缘层的破坏部位,从而在断路器跳闸之前即把导线熔断。我国架空绝缘配电线路的防雷现状6我国现在的架空绝缘配电线路多从原裸导线线路改造而来,其防雷措施均与原裸导线线路的防雷措施相同,只在杆上开关、变压器、变电站处采用了避雷器,而线路上并未采取任何防雷措施,一旦线路两相或三相落雷,断线事故很难避免。对于在我国东北城网使用比较多的紧凑型架空绝缘电线,雷击断线事故比较少。因为紧凑型架空绝缘电线三相导线固定于按一定间隔配置的绝缘支架上,绝缘支架顶端挂在承载钢索上,承载钢索在每杆接地,相当于一根避雷线,对线路起了避雷作用,

8、而使雷击断线事故减少。防雷措施针对P20绝缘子用复合外套带串联间隙金属氧化物避雷器(以下简称避雷器)保护方案进行了初步研究,避雷器分体和间隙两部分,参数初步选择如下:额定电压Ur=12kV;直流1mA电压UimA≥18kV;5kA标称雷电冲击电流下残压Ures≤36kV;4/10Ls大电流耐受25kA;