核心词：
my 矿用 阻燃 电缆 架空 绝缘 线路 过电压 保护器 应用 效果 探讨 由于经济的高速发展及人们生活的需求,我国电力行业也进入了一个全新的发展阶段,10kV配电网供电质量与日益严峻的市场需求矛盾逐渐呈现,解决10kV配电网系统存在的问题,提高用电的高效性和安全性成为当下电力行业的一大重点任务。其中,配电网的架空绝缘线路防雷技术是电力行业得到迅猛发展的重要支撑,同时也是促进电力系统日臻完善的重要方面。架空配电线路绝缘化对解决线树矛盾、降低瞬时性故障概率,优点十分明显。
1、采用绝缘导线已成为架空配电线路设备的首选 目前,随着10kV配电线路改造的深入,采用绝缘导线成为架空配电线路设备的首选方式。这有效地解决了裸导线难以解决的走廊和安全问题,与地下电缆相比具有投资省、建设快的优点,但同时也带来了一些新的技术问题,其中之一就是绝缘导线在运行中的雷击断线问题。因此,降低配网故障率,提高配电供电可靠性,必须妥善解决雷击断线和避雷器雷击击穿问题,才能保证架空绝缘配电网的安全运行。据资料统计,配电线路感应雷占80%,感应雷的放电电流通常小于1kA,感应过电压的幅值约可达200～300kV。如此高的过电压幅值对10kV线路来说是难以承受的。因此,雷击感应过电压是引起线路绝缘闪络乃至绝缘导线断线的主要原因。雷击绝缘导线和雷击裸导线时的电弧发展过程明显不同,当直击雷或感应雷过电压作用于裸导线引起绝缘子闪络时,由于电动力关系,连续的工频短路电流在电磁力的作用下沿导线向着背离电源的方向快速移动,直至保护动作,切断电弧。电弧的弧根固定在导线上运动,弧腹在随同弧根向前运动的同时,受热应力的作用不断向空中飘浮,根据电弧的温度分布特征,弧根的温度最高,对导体的烧损最严重,弧腹则温度较低,一般不会烧损导体。因为电弧的弧根是沿导线运动的,所以不会集中烧伤导线,引起导线断线的概率更小。当直击雷或感应雷过电压作用于绝缘导线时则不同,幅值足够高的雷电过电压,将引起导线的绝缘层和绝缘子同时击穿和闪络。瞬间电弧的电流很大但时间很短,被击穿的导线绝缘层呈一针孔状,不会烧断导线。但是,当雷电过电压闪络,特别是在两相或三相(不一定是在同一杆、塔上)之间闪络而形成金属性短路通道,会引起数千安培工频续流,电弧能量将骤增。此时,由于架空绝缘导线绝缘层阻碍电弧在其表面滑移,高温弧根被固定在绝缘层的击穿点燃烧,即使将继电器跳闸时间调整到最小,导线也将被几千安的短路电流,在断路器动作之前烧断导线,这就是绝缘导线雷击断线的机理。架空地线的作用,主要是将幅值很大的雷电过电压转化为电流,经很低的杆塔接地电阻排泄出去,从而大幅度降低雷电过电压,使导线得到保护。雷击时导线上只产生感应过电压,具有较好的防雷效果。这在绝缘水平很高的110kV及以上电压等级送电线路是作为防雷的主要措施。但因10kV配电网绝缘水平较低(约15kV),雷击架空地线后极容易造成反击闪络,仍然会发生工频续流烧断绝缘导线。而且根据统计,配电线路遭受直接雷击或绕击的概率很小,约占雷害事故的20%,配电线路上80%的雷电过电压故障是感应过电压。在10kV线路中,全线装设无间隙氧化锌避雷器的防雷效果是不言而喻的。随着氧化锌阀片技术性能的提高,氧化锌避雷器的优良保护性能已被人们所接受,近年来已广泛应用于电气设备过电压保护。氧化锌避雷器可以限制感应过电压幅值,在雷击闪络后吸收放电能量,阻止工频续流起弧,达到保护导线的目的。
避雷器可减少雷击断线事故,但不能杜绝雷击断线事故,且氧化锌避雷器价格比较高。因此要研究每隔多少距离安装一组,既要安装得最少又能够保护全线是个问题。氧化锌避雷器的保护范围与雷电特性、氧化锌避雷器参数、氧化锌避雷器接地装置的接地电阻数值和线路绝缘水平有关。而其中的雷电特性目前还缺乏数据,只能假定。配电线路的感应过电压幅值为200～300kV峰值,波头为2μS,线路采用P-15T针式绝缘子,防雷接地电阻为10Ω,建议每隔200～300m安装一组氧化锌避雷器已满足防雷要求。大量地和架空线并联的无间隙氧化锌避雷器,长期承受工频电压的作用,绝缘降低,接地电阻不满足要求情况下,线路运行可靠性不可避免地由于附加设备可能出现的故障而降低了。通过对今年发生被雷击穿避雷器所在的15台开关接地电阻进行测量,均没有达到低于10Ω的要求,确认了这也是今年出现14起避雷器击穿故障的原因。
2、将导致系统死地故障 而且一旦氧化锌避雷器击穿,将会造成系统死接地的故障,故障点查找难度大,故障停电时间较长,可靠性降低。
3、保护绝缘导线不受电弧烧伤和断线的影响 防弧金具是通过自身构成保护间隙、承受工频电弧弧根烧蚀,以达到保护绝缘导线免于电弧烧伤断线的目的。
4、即在距绝缘子中心（负荷侧）150～200mm范围内 即在距离绝缘子中心150～200mm的范围内(负荷侧),安装防弧金具,可使雷电过电压均在防弧金具与绝缘子钢脚之间定位闪络,接续的工频短路电流电弧的弧根固定在防弧金具上燃烧,从而保护绝缘导线免于烧伤。防弧金具由高压电极、低压电极和绝缘罩三部分构成,绝缘罩罩住高压电极,起到绝缘作用,并给工频电弧弧根的运动留有通路。对于辐射型架空绝缘线路,防弧金具宜安装在线路绝缘子的负荷侧;对于环网架空绝缘线路,防弧金具宜安装在线路主要供电方式下绝缘子的负荷侧。穿刺型防弧金具具有稳定的雷电放电电压,能够定位雷电冲击放电路径,确保雷电发生在雷电放电间隙之间,通过与导线紧密可靠的接触,具有良好的热稳定性,能多次耐受电弧烧灼,直接安装,无须剥离外绝缘层,有效防止雷击断线,加装绝缘防护罩,运行安全可靠。该方式安装简便,投资少,运行可靠,维护方便,
my矿用阻燃电缆能防止雷击断线,但在多次雷击后必须更换烧伤的防弧金具。
5、安装在线路绝缘子上 由非线性电阻限流元件(氧化锌阀片)串联放电间隙组成,安装在线路绝缘子上。当雷电过电压或其它故障原因引发对地闪络形成金属性电弧放电短路时,线路保护器中特殊设计的不锈钢引流环可以将工频续流直接引向氧化锌电阻非线性限流元件,并借助于氧化锌电阻的非线性特性将正弦波形的工频续流转变成为尖顶波。
6、有效防止架空绝缘导线熔断（雷击断线）由于高温的工频自转 尖顶波电流在过零前有相当长的时间内电流幅值较小,同时,限流元件的残压削减放电电压,使电弧瞬间熄灭而达到迅速截断工频续流,达到有效防止架空绝缘导线因工频续流高温而熔断(雷击断线)的目的。
7、要求该基极的接地电阻小于30Ω 对于10kV系统,建议每间隔一基电杆安装一组保护器,并要求电杆接地电阻值小于30Ω。把安装穿刺型防弧金具纳入配网架空绝缘导线的设计,非强雷区新建绝缘线路或原有绝缘线路采取每隔三支杆塔(约200-300m)安装一组穿刺型防弧金具的防雷措施进行安装改造。对强雷区已安装过电压保护器的架空绝缘线路,增强防雷防护措施,在每一杆塔均补充安装过电压保护器。新建或改造的绝缘线路,采取每隔三支杆塔(约200-300m)安装一组穿刺型防弧金具的防雷装置。将线路柱上开关普通氧化锌避雷器更换为脱扣式避雷器。接地电阻的大小,对线路的防雷作用影响很大。对线路、开关、刀闸、令克等设备的防雷装置接地电阻进行普测,对接地电阻不满足小于10Ω要求的接地网进行改造。
8、逐步提高架空绝缘线路的防雷水平 通过改造,逐步提高架空绝缘线路的防雷水平,减少雷击绝缘导线断线故障,降低配网故障率,以保证配电线路可靠供电。综上所述,10kV架空绝缘线路安装过电压保护器是当下比较有效的预防雷电措施,不仅有利于预防架空绝缘线路引发雷电袭击,也有利于降低雷电袭击致使线路开关跳动的可能性,成本低廉、安装便利、效果显着,有效的提高了10kV架空绝缘线路预防雷电和运行的稳定性及安全性。
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