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探究10kV配电线路单相接地故障及变压器防雷策略

中国科技纵横 / 2018年09月09日 02:48

家电

分析10kV配电线路单相接地故障及对策.pdf

张永刚

摘 要:目前来说,城市10kV配电网络通常使用电缆线路,电缆线路能够使配电网络的电压值提升。本文通过对10kV配电线路单相接地故障的产生原因的分析,阐述了由于此类故障导致的危害及影响,并在此基础上提出了相应的解决方案。与此同时,对配电变压器的防雷策略进行刍议,以供广大相关工作者参考借鉴,共同致力于我国电力事业的可持续发展。

关键词:10kV;配电线路;接地故障;变压器;防雷

中图分类号:TM862 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2018)15-0158-02

10kV配网在我国的城区已经得到了相当广范围的应用,相较于架空电路来说,10kV配电线路在供电的可靠性上更加有保障。然而在配网在运行过程中仍然存在一些故障,单相接地故障对电网的正常运行造成的危害是非常大的。

1 10kV配电线路单相接地故障产生的主要原因

通常情况下,配电网络的短路主要分为四种。这几种短路故障中最严重的是三相短路,相对来说,单相接地是短路故障中最为平常的一种,它的发生频率非常高,在整个配电网络的短路故障中高度70%。引发单相短路故障的原因是多种多样的,举个例子来说,假设一个物体不小心挂到了电线上面,这个物体体积偏大,另一端又挂到了像树枝这种常见的其他导体。这时如果刮风下雨,不小心对这根电线产生影响,这时就会引起单相短路现象的发生。这种情况下,如果开关社别把比较陈旧,线路相对老化,那么就告知很难区分短路故障是瞬时的还是非常严重的事故,极有可能引发更加严重的电路问题。

2 10kV配电线路单相接地故障造成的危害

2.1 10kV配电线路单相接地故障对变电设备的危害

10kV配电线路在发生单相接地故障时是能够被判断出来的,简单的说,就是通过分析感性元件及容性元件的特征,对10kV配电线路进行测量判断,以此确定配电线路中是否存在短路问题。在10kV配电线路发生短路故障时,电压会有明显的变化,通常情况下会变为谐振过电压。谐振过电压与普通电压相比,其定值比普通电压高很多,这就导致了变电器的绝缘性收到影响。绝缘性的减弱可能会造成变电器被击穿,引发严重的后果。

2.2 10kV配电线路单相接地故障对供电稳定的影响

在10kV配电线路发生单相接地故障后,电力系统在进行替换电网的选择过程中,需要短暂的对没有产生故障的电路进行供电限制,这为用电居民正常的生活带来了极大的不便。不仅不如,产生故障本身的配电网络也会瘫痪,导致大规模的停电事故,并且在对电网进行维修的时候,只要故障没有完成被找出并解决,这个用电网络下所有的覆盖区域将继续停电,这严重影响了人们的日常生活。

2.3 10kV配电线路单相接地故障对线损的影响

在10kV配电线路发生单相接地故障后,不仅负荷电流会增大,供应电压的变化也会出现异常。一旦负荷电流超越了配电线路本身的负荷,配电线路将不得对外不放出一部分电流,这不仅对相线造成非常不必要的消耗,对中性线也会造成十分恶劣的影响,大大增加了配电线路的线损程度。

3 10kV配电线路单相接地故障的预防及处理方法

3.1 10kV配电线路单相接地故障的预防方法

为了能够有效的防止10kV配电线路单相接地故障的发生,就需要对配电线路进行定期的检修工作,及时发现配点线路中存在的安全隐患并针对性的清除。在进行检修工作时要注意尽可能的节省检修时间,确保检验工作的高质量。除此之外,在春天和秋天两个季节,要组织好配电线路障碍的清除工作,对配点线路进行大规模的清理,包括擦拭线路清理灰尘以及日常的维护,尽可能的减少配电线路自动放电的情况。在进行10kV配电线路的故障预防工作时,具体要遵循以下两方面做法:

首先,定期的对10kV配电线路进行彻底的修检,在修检时一定要重点控制好配电线路与周围建筑等距离,一些重要的配件如拉线螺栓、固定螺丝等等都要调节成最适宜的松紧程度,坚决避免出现螺丝松动甚至脱落的现象;

其次,检修工作中所用到的各种配电零件如避雷针。防断电熔丝等,一定要确定其是否处于绝缘状态。早按时对10kV配电线路的配电设备进行修理和检测时,要选取高质量的产品,其中存在的一些已经出现破损的或是没有达到标准的零件一定要及时换掉。

3.2 10kV配电线路单相接地故障的处理方法

在10kV配电线路出现单相接地故障后,电网内部的相关工作人员首先要做的就是对发生故障的配电线路停止电的传输,并且以最快的速度赶往事故现场,对出现故障的配电线路进行实际的检查,认真的分析出现故障的原因。在探究故障的成因时,具体可以采用逐一排除的方法,将原因依次找出,然后将故障彻底的解决。在故障问题实在得不到解决的情况下,就要对出现单相接地故障的配电线路进行供电,假设供电成功,就说明了单相接地故障并不是由于线路本身的原因引起的;假设供电不成功,就需要对配电线路进行进一步的检查,直到找出问题的实际所在。

4 配電变压器的雷害的原因具体防雷对策

导致10kV配电线路出现单相接地故障的原因除了上述几点外,雷害也是不容忽视的重要因素。雷害能够导致配电变压器的受损,进而使整个配电线路出现故障。

4.1 配电变压器的安装位置不合理,易遭雷击

通常情况下,地势越高,海拔越高的地方会容易受到雷害的威胁。每到雷雨天,山区地段的配电变压器都面临着非常大的压力,因为其很容易遭受雷击或是一些感应性的放电事故。因此,在选取山区地区配电变压器的安装位置时就需要考虑非常多的因素。不但要对整个配电网络的负荷平衡情况作出考虑,也要结合交通条件进行考量,便利的交通能够减少配电电压器的安装和维修面临的阻碍。同时需要切记的是,一定不能把配电变压器安装在最近的制高点,以此避免电量的聚集带来了雷电灾害。

4.2 接地极接地电阻阻值过大,造成雷击

在进行接地装置避雷设备的安装时,要求对配电变压器的电阻进行降低处理,此外,还要对配电线路中地面接触的部位进行深埋,不然接地的电阻极有可能达不到相关的技术标准,一定程度上可能引起单相接地事故的发生。而且由于很长一段时间没有对接地设备进行定期的保养和修理,也会埋下许多安全隐患问题。当雷电的电流穿过避雷设备并且沿着接地的配电线路对外释放时,雷电电流的电阻会变的非常大,此时强力的雷电电流其中一部分电流会不得不向配电变压器或是配电线路的方向进行释放,造成配电变压器的破损。

从规定上来看,容量为100kV·A及以上的配电变压器在接地时的电阻阻值最大为4Ω,配电变压器的低电压及侧电压每一路与中性线的对接点最少为3个,并且这些接点在接地配电线路中的电阻值最大为10Ω;而容量在100kV·A以下的配电变压器在进行接地配电线路的链接时,电阻值不能超过10Ω,每段线路中出线及中性线的重复接点至少要有3分,并且这些接点在接地配电线路中电阻值最大为30Ω。

4.3 避雷器没有进行交接试验或破损后发现不及时

避雷设备没有很好的进行交接试验或是受到损坏后并没有被及时的发现,都容易导致配电变压器遭受雷击,从而导致配电变压器的损坏。因此,进行避雷设备的安装之前,首要任务就是一定要对避雷设备的铭牌进行认真的核对,主要是核对避雷设备的规格与待安装地点的具体要求是否完全吻合。与此同时,还需要对避雷设备进行严格的交接实验,目的是为了检验避雷设备的功能是否严格的符合配电线路保护设备的出厂保准及电力设备使用的相关法律法规,并确认避雷器内部的个零件是否完好无损,检查其瓷绝缘是否有破损现象。

避雷设备安装完成后,要根据相关的安装规定进行严格的检验。首先要检查避雷设备的上端是否连接着相线,以及避雷设备的下端是否三相短路并且严密的接地。注意避雷设备的间距是否符合配电线路的基本设计相关的安装规定。并且,要对安装完成的避雷器进行定时的检查和维修,主要检测瓷套管是否完好无损、避雷设备的表面是否有闪络的现象以及引线连接及接地是否无误等。在每年的雨季到来之前,一定要做好避雷设备的事故预防实验,经过反复的检查和修理确认避雷设备的可用性,对严重不达标的避雷设备进行替换。

4.4 避雷器的接地引下线不符合规程要求,雷电电流难以泄入地下

當前阶段,避雷器的接地引下线还是存在着许多不符合标准的因素的。其中,一些避雷设备的接地引下线不能够按照规定的要求正确的进行安装,而只是采取非常简陋的安装方式,过不了多长时间捆绑的部分就会发生松脱的现象;还有一些避雷设备的接地引下线在外部力量的作用下,出现破损甚至撕裂、丢失;还有一些避雷设备的接地引下线连结的时候接点并不是很坚固,表面是看是连接的很好,实际上只是虚接起来。

在雷害频发的季节,避雷器一旦开始做工,在强力的瞬间雷电电流的击打下,避雷器的接地引下线中不符合连接标准的接点很快就会被电流烧断,导致电流并不能及时释放到地面中去,此时避雷设备的安装形同虚设。

4.5 正、反变换过电压的产生损坏配电变压器

通常的10kV配电变压器中都有自身携带的避雷装置,但是由于一些低电压或是侧电压的线路没有安装避雷设备或是相应的电路保险,抑或安装的屁类设备或是线路保险没有得到良好的应用等问题,导致避雷工作并没有形成稳定的配套体系。在这种配置环境下,配电变压器极易出现过电压变换频繁的状况。

其中正变换过电压的情况为10kV配电电压器低压或是侧压系统遇到雷害时,配电变压器通过二次绕组的电流冲击产生的感应电流趋势,将配电压力器变压为25倍的电压作用于高压电阻之上,瞬间高压线路就能够达到200k,这完全超过了低压侧压绕组范围内能够接受的75kV的冲击。此时因此配电变压器的中性点整体绝缘程度不高,非常容易引发高电压侧电阻绕行的绝缘击穿电路故障。与此同时,因为雷害电流的强大冲击力能够通过低压侧压绕阻的形式侵入配电变压器线路内部,也极有可能对家用电器造成破坏。

5 结语

综上所述,本文对10kV配电线路单相接地故障的研究以及对其配电变压器防雷措施的探讨,希望广大相关工作者能够总结经验,并且不断的采取更好的措施加以防范,以保证供电的安全可靠性。

参考文献

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