农村电网输配电线路防雷措施

王万臣

国网黑龙江省电力有限公司兴凯湖供电分公司 黑龙江 兴凯湖 158308

1 农村配电网线路防雷保护的意义

农村区域较大,且呈点状式分布,所以包含多种地理特征。在落实配电时,线路会跨越多个区域,其所处在的条件会有明显差异。如果只是在平原上架设配网,所需考虑的问题相对较少,且更容易进行管理。但对于南方地区来说,其地理条件多样性强,各区域间的差异大,并且多丘陵、山地等。当在该区域架设线路时,就要进行有针对性的设计,不仅要有较强的技术性,也要足够精细化,从而满足运行的需求。如果参照常规的线路来进行架构,那么就要面临运行维护上的困难,管理实施也会受阻。在农村,不可控因素较多,其中雷击是最普遍的,能给线路带来重创,使输电不能良好进行,乃至引发事故。当直接受到雷击后,配网会切断对应的线路,这能起到继电保护的作用,但会造成区域内断电。由于这一原因,在雷雨天气中,农村会经常性停电,之后还要对配网进行检修。如果雷击过于严重,还将造成设施损坏,进而形成直接的损失。配网中所用元件以及材料,其价格都相对昂贵,线缆的用量大且难以运输,所以维修会产生不小的费用。随着农村的发展,经济是持续向好的,人均收入在持续增长,人们对用电的需求在提高。从现阶段来看,农村的配网做到了基本的普及,线路四通八达,能进入大多数区域,让农民都能用上电。而在此期间,用电量在平稳上升,为了减少中间问题,就要将防护做好,加上管理的初步到位,就能提升配电水准。其中首要的就是做好防雷,避免雷击产生的危害,这也是农村眼下所需的。

2 农村配电线路雷击过电压特征

在农村中,雷击事故相较于城市要更为频繁,并且大都发生在地面,在没有做好防护的前提下,其危害是较大的。当遭遇了雷击后,线路就会发生过载,进而出现跳闸的情况,从表现来看,就是区域性的断电。深入剖析原因,则是在雷击打到对应部位的瞬间,会产生具有较高电动势的电磁感应,且直接作用到配网上。在这样的影响下,在线路上会产生感应过电压,保护装置在此时会做出反应,但设备仍会受到破坏,跳闸也会影响正常用电。农村配网基本是10kV的,而雷击所能达到的最高过电压则是它的四十倍,所以线路是无法承受的。而一旦过电压超出了80kV,那么短路保护装置将启动,并做出保护动作。从这一点上就能看出,位于农村的线路,对于雷击没有较强的防御能力,甚至尚未做出对应防护,而因为其条件是复杂的,一旦受到雷击就必然会短路,这导致线路所处的状态经常性失稳,且没有足够的安全性。从对电压特征的分析中,也能看出线路的抗逆性差,容易受到外来的干扰。

3 农村配电网防雷保护措施分析

3.1 提高线路入口抗雷击能力

无论是农村还是城市,在用电上都会有一定季节性,这或许与部分电器的使用有关。这种特征会让供电也有所波动,例如在夏季,用电会出现高峰,或是在农忙时,也会有明显的提升,在这些特定的时间内,要去用大功率的设备,这多是用在生产,诸如水泵、电机等。处在这些时段,线路的负载大,波动也要比平时强烈,会为运行维护带来压力。而处在夏季,会有较多雨水天气,特别是南方,一旦发生雷击,就会破坏掉线路入口。由于该部位基本都是与电源相连,所以检修很难进行,而且必须进行区域断电,损失是比较大的。为了避免出现该问题,就要做好线路入口的防雷,用切合实际的措施去应对雷击。可用的办法较多,但最直接的就是添加保护装置,这样能以最小的成本对线路进行改造,赋予其较强的抗雷击能力,降低受到的危害。根据农村线路的特性,比较适合使用浪涌保护装置,在受到雷击的瞬间,出现的强烈波动会触发装置,使其灵敏地做出保护动作。这在雷击的时候,能起到对瞬时高电压和电流的防护,防止对线路的破坏,也提升了对于雷电的耐受性。如果雷击过于强烈,其产生的电压过高,那么就要增设LC低通滤波器和压敏电阻,从而提升装置性能,这能帮助将超出额定的能量中和。基于该装置的性能,可以对入口做出强有力的防护,使其不存在雷击的隐患,提高了线路的可靠性。这对于农村来说是适用的,能切实做到为农保电,帮助农民平稳度过用电高峰期。

3.2 加强附属设备的雷击防护

配电线路从其性质上看,属于电力工程的一个分支,在架构起的整个系统上面,除了用到了大量的电缆,上面还要布设相关的附属设备,只有一起都稳定工作,才能进行运作,从而完成对某一区域的配电。所用的附属设备,涵盖了变压器、断路器等,它们分布在各个节点,共同帮助配电的进行,且都有特定的功能,无法被舍弃或取代。然而因为所用设备过多,所以对于它们而言,大多都是出现故障后直接替换,很少会去进行特定的防护。但在农村,由于雷击本身频繁,如果不防护,设备就会经常性损坏,无论是检修还是更换,都耗费人力物力,这种支出是可观的。对此,为了降低损耗,就要去加强防雷能力,进而屏蔽掉雷击的影响,使设备的寿命得到延长。虽然措施很多,但从农村实际来看,可实施的并不多,其中最有效的是是抑制感应雷过电压来保护配电变压器,这是最适合被普及的。比较常规的办法就是将防雷器布设在设备附近,从而起到保护作用。防雷器具有防爆、防水、耐污染等特点,单个的成本不高,在工作时不会产生噪音,所以具有经济性,适合用在线路上。在实际安装时,要进行综合研讨,除了要核算成本,还要对成效进行评估。例如,防雷器安装数量较多的话,维护成本较高,防雷器数量多也不利于电力输送效率的提升。笔者在参与检修时,经常能发现避雷器被击穿的情况,对此,一方面要使用性能好的设备,从而加强防护性,一方面也要做好巡线工作,尤其是在雨天,尽早发现故障,并将设备进行更换。如何去衡量二者的优先级,则要看农村的情况。

3.3 优化绝缘子技术

现有的诸多防雷技术中,绝缘子的可适用范围最光,使用也最为普遍,成为了目前主流的措施。该技术难度适中,常规的方式是将绝缘子安装在线路上,从而起到一定的绝缘作用。所用一般为陶瓷制的,能做到良好绝缘,常用在易受到雷击部位。然而绝缘子在个别情况下会失效,当遇到猛烈的雷击,其有可能会发生闪络,这会直接破坏其结构,进而无法继续生效。一旦发生了失效,它就不再能防雷,而且会干扰线路,所以要尽快将其替换掉。但因为线路上的绝缘子数量多,很难发现其失效情况,如果要落实全面检测,则相当费时费力。所以在防雷上有缺陷,隐患也困扰着日常的运维,而由于这是技术的不足,所以很难进行简单改进。基于这一原因,优化技术势在必行,依靠这一措施,能改变眼下防雷的现状。主要的改进方向就是将陶瓷改为别的材料,从而赋予绝缘子更强的性能,对整条线路产生防护的作用。可以选用一些新型材料,具有较强的防雷能力,且能承受高压,可以有效抵抗被击穿。一旦雷击过于强烈,超过了其临界值,绝缘子要直接破裂,而非仍维持原状。如此一来,在对线路检修时,就能立刻找到问题部位,并将绝缘子替换掉。这相当于优化了技术,使其不再有短板,而且材料的更新也为其继续精进带来了可能,使线路能获得防雷上的增强,保护了农村用电。

3.4 加装并联保护间隙

所有位于农村的线路,因为要考虑成本,也为了使各区域都能获得用电,所以多为10kV的配网。如果单纯针对常态,10kV是足够应对供电的,这在多数配网中都适用。但农村的线路是非常规的,由于条件是复杂的,所以意外多发,其中雷击的频率最高。当受到了雷击后,过电压很容易就会大于10kV,而线路多是以该数值为额定的,所以会直接过载,这显然是一个安全上的隐患。过电压是瞬时的,直接出现在线缆上,这会让绝缘子闪络,或是将一些设备击穿,进而被损毁。当这种情况发生后,短路、跳闸等都会并行,进而表现为区域断电。就常规而言,加强绝缘是最佳方法,能产生有力的防护,使雷击被无效化。但受条件限制,加上线路比较复杂,所以这是有难度的,效果也会受限。对此,考虑农村实情,避雷器则成为了首选,不仅性能是可观的,还能快速生效。但由于成本较高,所以为了进行普及,就要有一定投入。对于这一问题,可适当降低设备数,仅布设在薄弱部位,用以强化局部防雷。只要掌握合理的间隙,就能做到良好的防雷,对全线路都形成有效保护。当然,在条件充足时,要去增设避雷器,这能给予线路足够的保障,也要加强巡线,争取对于一切隐患,都能做到早发现早解决。

结语

在人口的扩充下,农村对电力的需求有可观的增加,这不只是在用量上,对质量同样有要求。为农村保电成为了眼下的目标,也是促使其发展的重要条件,所以要脚踏实地做好相应工作。以配网的安全与可靠为目标,就要做好防护工作,这在农村属于短板,而且长期没有被重视。应当将完善防雷措施当成第一要务,并切合实际地去完成,这对于配网的运维有帮助,也保障了农村用电。这对于民生有实际意义,也推进了农村发展,使其能持续向好。