河南秦岭黄金矿业有限责任公司孙军伟
一、线路雷击断线的过电压
1、线路雷击断线过电压的主要原因
根据实际,雷击过电压造成线路绝缘子闪络,导线烧断,从而引起断路器跳闸的事故较多,雷电过电压引起的断线事故较为严重,抢修时费工费时。该类断线十分频繁,其主要原因有:
a.配电线路绝缘子老化,耐雷水平低是造成断线事故的主要原因。发生断路的线路大都已运行20余年,线路老化,老式绝缘子绝缘水平低。为了提高线路耐雷水平,一般说10KV钢筋混凝土电杆配电线路应采用瓷横担,如采用铁横担可选择P-20T绝缘来提高线路耐雷水平,降低雷击过电压跳闸率。如我矿上西10KV线路,近几年几乎未发生雷击跳闸现象。当配电线路使用水泥杆铁横担时,相应的绝缘子绝缘等级没有提高,当雷击过电压时,往往造成绝缘子击碎或导线断线事故。
b.建弧率(冲击闪络转化为稳定工频电弧的大小既建弧率)大,是造成线路断线的主要原因。线路着雷击电压超过线路耐雷水平引起线路发生冲击绝缘闪络时,由于冲击闪络时间很短,不会引起线路跳闸。但雷电消失后,工作电压产生的工频电弧若继续稳定存在,则将造成跳闸。选用P-20T绝缘子,其建弧率可以降低。
c.10KV中性点不接地配电网中单担接地电容电流不断增大,又没有适当的消弧线圈进行补偿,是造成配电线路断线的又一主要原因。当一相绝缘子击穿造成单担接地故障时,绝大多数属于弧光接地。情部最严重的间隙性接地,将导致电磁能的强烈振荡,在正常相乃至故障相产生很高的过电压,造成避雷器爆炸或电力设备击穿。
d.并沟线夹打磨不好或连接不牢固,是造成引流线断线的重要原因。引流线断线在我矿配电网中断线事故也时有发生。并沟线夹连接不牢固或雷击闪络烧伤,接触电阻大,在正常运行中长期发热,不易发现,当发生雷击过电压时通过很大的电流,而烧断导线,造成断线事故。
e.配电线路出线断路器跳闸时间的长短,对断线事故起着决定性的影响。设想在雷击发生冲击闪络击穿绝缘子,工频电压建立很大的稳定工频电弧电流接地,若此时线路速断动作,则燃弧时间极短,不足以烧断导线,或者过流保护时间整定短(一般为2.5s),加上重合装置的正确动作,电弧烧断导线的事故可以大大降低。
2.降低配电线路断线事故应做好的工作
a.提高现有配电线路的绝缘水平,将老线路P-15T绝缘子逐步更换为P-20T绝缘子,在条件好的地方,更换铁横担为瓷横担。瓷横担总体来说较为经济,冲击绝缘闪络水平较针式绝缘子高,绝缘子闪络距离也较大,建弧率极低。重要区域,如杨水10KV线路跨越电气化铁路档,采用开断导线做弧立耐张段,使用双片XP-70悬式绝缘子,且加装接地线可有效提高耐雷水平,降低建弧率,防止断线事故发生。
b.加强施工质量管理,并沟线夹安装前必须打磨并涂导电膏。加强线路运行维护和检修,当线路雷击跳闸后,及时发现更换雷击绝缘子,并检查雷击绝缘档所在耐张段的引流线并沟线夹,以便及时发现内部闪络烧伤的并沟线夹。检查修中须打开并沟线夹检查,及时消除线夹接触不良现象,这行中,严格按运行规程进行维护,推广使用安普线夹。
c.在确定继电保护时间整定值时,尽可能考虑缩短断路器跳闸时间。支线长且其上面所挂分支多的线路,可装设SF6断路器,缩小故障范围。
二、配电变压器和低压380V/220V网络过电压我矿承担供电的区域大,每年由于雷击过电压造成变压器绝缘击穿的情况时有发生。据统计,每年配电变压器事故损坏率0.15%。2000年因雷击损坏变压器达8台,检查后发现均系高压击穿。
a.高压绝缘击穿而低压未见损坏的原因
我矿近几年使用的变压器一般均系S7型SP型节能变压器,接线方式为Y.Yn0接线。接地方式采用变压器高压侧的避雷器接地线,变压器外壳和低压侧中性点连接在一起与接地装置相连。这样,若高压侧落雷击穿避雷器,雷电电流将在接地电阻上产生很大的电压降,由于低压侧中性点、外壳均与高压侧接地线连接在一起,低压侧电位抬高,加上低压绝缘裕度较大,低压侧绝缘反而不易击穿闪络。但通过电磁感应,变压器高压侧高压绕组上将控其变比感应出很高的电压,并在高压侧中性点上达到最大值,使中性点击穿。而且由于高压绕组出线端电位受避雷器限制,所以高压绕组产生很高的纵向电压,最后使高压绕组层间或匝间绝缘击穿。
另一种情况是低压配电网络上落雷,作用于低压侧的雷电冲击波控变比感应到变压器高压侧,产生高的电压幅值,导致高压侧绝缘击穿。
b.应采取的预防措施
1、变压器除在高压侧采用避雷器保护外,应在其低压侧也使用低压氧化锌避雷器保护。
2、改善变压器接地电阻。接地线埋设可采用打下接地极再并联埋设的方式。这样在增加投资不大的情况下,可有效降低接地电阻。
3、安装避雷器时,尽量使避雷器接近变压器,其接线越短,电感越小,雷电流陡度即使很大,接线上产生的电压降也小的多。
4、多雷区域的变压器选用GSW2-10型管型避雷器,它残压低,能满足近距离雷击保护要求。