架空配电线路过电压保护技术应用研究

架空配电线路过电压保护技术应用研究

冯成华

广宁县恒兴实业有限公司

摘要：随着我国城市化进程的不断加深以及人民生活水平的不断提高，社会的快速发展给我国的配电线路提出了更高的要求与挑战。为以良好的姿态迎接这一挑战，我国的电网工程在不断完善的过程中，对于10kv架空配电线路采取了过电压保护措施。因此本文通过分析10kv架空配电线路过压的保护措施，进而研究其过电压保护技术的应用方法。

关键词：配电线路;过电压保护;技术分析

前言

现时代10kV架空配电线路使用的材质不断增多，而电压等级一般较低，再加上绝缘导线应用又非常频繁，促使线路容易中断，绝缘子易被击穿，造成过电压事故发生，给供电企业带来一定的经济损失。因此，做好电压保护工作是电力单位的首要任务，必须制定科学有效的策略，并协调好相关的技术措施，降低线路跳闸机率，确保电力线路运行的可靠性。在实际情况下，产生过电压一般有两种：一种是大气过电压，一般为雷电压；另一种是操作过电压，即经操作而产生的过电压。下面谈谈10kV架空配电线路过电压保护相关的技术措施。

110kV架空配电线路过电压保护措施

1.1加强局部的绝缘性以提高配电线路的绝缘水平

在电网中，配电线路的绝缘性能的好坏直接影响了电力传输的安全性与稳定性，同时也同配电线路的造价息息相关。加强局部线路的绝缘性可以将线路中的瓷绝缘子用硅橡胶绝缘横担来代替，以提高配电线路整体的绝缘性能。同时为减少配电线路的造价，我们可以使用架空绝缘导线的方式，以加强局部绝缘，也就是所说的在绝缘线路的固定位置加厚绝缘。这种处理方式的优点是可以大幅度地提高配电线路的绝缘性能，节省维修成本，而缺点是代替绝缘子所用的材料成本较高，并且该材料只可以降低出现断线情况的几率并不能保证线路不断，再加上对于避免因雷击断线的效果不太明显。

1.2保护间隙

保护间隙可以通过拉长电弧以帮助电网的电压可以不始终维持被电弧燃烧的状态，这时一种最简便的灭弧设备，该装置的缺点是保护间隙不可以切断雷电流之后的工频短路电流，只有在借助自动重合闸同该装置的配合才可以从根本说赶赴切断电弧、间隙放电很可能会造成线圈形式的设备被击穿的现象以及间隙电压的扰动可以对电能质量产生影响。

1.3架空避雷线

位于空旷地面的配电线路很容易受到外界的影响，当地面受到重击时会直接破坏配电链路或者是影响电力的供应效率。对于架空的配电下路为避免雷击，可以在线路上安装避雷线，通过对对配电架空绝缘线路进行屏蔽保护，以最大程度的减小雷电对架空配电线路的影响。采取架空避雷线以应对雷击对配电线路危害的优点是架空地线能够预防电压数值较大的弊端，以避免电压功率过大时影响电力供电的稳定性。而采取架空避雷线以应对雷击对配电线路危害的缺点是投资成本较高以及架空避雷线在应用后，很容易导致反击闪络或定位高度较低的雷电产生的绕击闪络，以引发工频续流熔断绝缘导线。为避免架空避雷线的缺点，我应该在雷击相对集中的区域架设地线，借助于辅助方法避免雷击对线路造成影响，尤其是因雷击引发的线路断裂问题。

1.4放电绝缘子、防雷金具及悬垂线夹

放电钳位绝缘子与防雷金具在原理上是相同的，能够防止绝缘导线雷击断线。在绝缘导线固定处剥离绝缘层，加装特殊设计的金属线夹。当雷电闪络引发工频续流时，工频续流在该金属线夹上燃弧直至线路跳闸以熄灭工频续流，从而避免烧伤绝缘子和熔断绝缘导线。另外，在SAX系统中，其运行原理是借助于辅助装置以及悬垂线，将其作为闪络保护器，悬垂线夹承受了工频电弧。该装置的抗震效果较差，在配电线路被风吹动时很容易发生线路故障。

在整个装置运行所需要的雇主设备中，放电绝缘子、悬垂线夹以及防雷金具等，这些设备具有一定的缺点：其一，降低了绝缘线路的机械伸拉效果；其二，降低了配电线路对供电传输的稳定性与安全性，同时也增加了电能的消耗量；其三，靠绝缘子及放电间隙硬扛雷电流、工频续电流，需要线路出线断路器配合掉闸、重合闸，需要顾及出线断路器的性能；其四，对于存在的绝缘线芯中的浸水问题，该问题很容易造成配电线芯因电化学腐蚀而引发断电的现象；其五，针对于材料的热胀系数以及绝缘层收缩效果的不同，对于剥离部分的长度我们很难将其控制在一个固定的数值上，也可能将带电的那一部分泄露出来。

1.5增长闪络路径

通过增长闪络路径，降低工频建弧率，是防止架空绝缘线路雷击断线事故的另一思路。长闪络间隙保护方式是在横担上安装一U形绝缘闪络路径，使U形头部与绝缘导线之间的冲击放电电压比绝缘子放电电压低。当雷电过电压时，该间隙先于绝缘子击穿闪络，并沿绝缘闪络路径发展。设计该绝缘路径足够长，就可以阻止工频续流建弧，切断工频续流。此种方法投资成本较低，免维护。不足之处是如何保持间隙的问题和如何与同杆及其它线路保持间距的问题很难解决，间隙电压扰动将影响电能质量。

1.6限流消弧角

该装置利用放电线夹刺穿绝缘导线的绝缘层，形成对氧化锌限流元件的尖端放电间隙，当线路出现雷电过电压时，尖端间隙首先放电，雷电流经氧化锌限流元件释放，而工频续流则被氧化锌限流元件截断，从而防止架空绝缘线路雷击断线事故的发生。

1.7氧化锌避雷器

随着氧化锌阀片的技术性能提高，氧化锌避雷器优良的保护性能已被人们接受，近年来广泛地应用于电气设备过电压保护。其存在的缺点是保护范围较小，只能够保护附近的电气设备免受雷害；以及长期承受运行电压，加速了电阻片的劣化而损坏；还有在消弧线圈接地系统中，如果发生避雷器击穿，将会造成长接地。

210kV架空配电线路过电压保护技术应用方法

2.1线路绝缘与木质绝缘

10kV架空配电线路绝缘状况与供电的平稳安全有着直接的关系，同时在线路能够运转协调状态下，还要保证电压符合标准要求。而线路的绝缘状况只应用在比较狭窄的空间范围内，如在较高的水泥杆上安装了避雷器，就要实现接地线组才可以考虑加入绝缘子来弥补可能带来的影响，以解决各种不利的情况发生。另外，木质的绝缘方式与其他材质相比，可以提高绝缘水平，使配电线路尽可能避免雷电的袭击，能够发挥其良好的绝缘性能。

2.2接地避雷线的保护技术

在空旷的地面上，很容易受外界雷电的袭击，使地面10kV架空配电线路遭受重挫，从而影响电力的安全供应。所以，在10kV架空配电线路上安装避雷线是有效的对策之一，它能够将配电线导线上的电压下降1—K倍，而K这一数值是避雷线和应用导线间耦合系数乘以冲击系数所得到的数据。有关资料证明，利用架空地线可以有效预防电压数值较大的弊端，可以防止大功率电压对供电稳定性产生影响。但是也会产生另一个问题，即架空地线遇到雷击之后，很容易导致其反作用的闪络，甚至造成导线完全烧毁的危害。作为解决这些不足的手段，可以在直击雷发生相对集中的地区架设地线，用辅助的方法防止雷击，有助于避免雷击引发的线路断开问题，最大限度地起到保护的作用。

2.3避雷器与过电压保护器的安装

为避免雷击现象对架空配电线路产生的影响，将避雷器安装在配电线路中已经逐渐成为世界上各个国家普遍应用的保护措施。该保护措施可以很好的限制因雷击而产生过大的电压现象的发生，以将感应过电压的增长数值控制在一定的范围之内，进而可与将雷击闪络产生的能量充分吸收。但是，现阶段我们应该高度关注的问题应该是选取避雷器，因为存在超过95%的感应器可以释放的电流量都小于1000A，该装置的通流能力必须有一定的技术支持，通常会将5kA元件应用其中以限制电流。在配电线路受到雷击之后，在一般情况下雷电中所带有的电流超过20kA，电流过大很容易造成避雷器由于受到其本身较弱的通流能力难以承受到雷电带来的电流量，进而就会出现爆炸事故，但是避雷器可以保护的区域有一定的限制，使得其防雷功能难以保护所有区域。在最近几年，很多地方都应用架空线路，在其上加入电流功效的消弧角，经过优化之后的装置因为氧化锌限流元件而具有放电间隙。在雷电作用于线路经过该元件之后就会将雷电带来的电流进行释放，该元件也会将工频续流进度阻断，进而防止在配电线路受到雷击时而出现的断电情况。在避雷器装置普遍应用以来，在电网中取得了很好的成绩，同时也有效的降低了配电线路因雷击而出现的断线问题，逐渐成为了各个国家做好防护的关键方法。此外，在对过电压保护器进行安装时，为了不受干扰，切记不能与导线直接相连，以免承受过大的电压。这样才能够在击穿绝缘导线时可以有效应对雷电的过电压，从而起到保护作用。

2.4自动重合闸装置技术保护

自动重合闸装置是在10kV架空配电线路安装中非常重要的设备，在电压线路接受雷击后利用智能化手段自我进行修复，是避免雷击的有效措施，在性能的恢复上，其成功的可能性高达75%以上。一些少雷地区的架空配电线路上，可以不用安装避雷线，而安装这种自动重合闸装置其重启功能对配电线路过压保护能够起到关键性的作用。

3总结

总而言之，10kv架空配电线路作为电力系统中电力传输的载体，其安全性直接与供电企业的经济效益与社会效益密不可分。但是，由于配电线路本身的特点，在抵抗大气过电压时具备天然的弱势，因而对于架空配电线路采取过电压的保护措施刻不容缓，必须做好保护工作和防控的有效技术措施，以降低过电压的产生，以及防止雷击的危害，进而提高电网运行的质量，确保电力供应的平稳安全。

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