農(nóng)村電網(wǎng)輸配電線路防雷措施

王萬(wàn)臣

國(guó)網(wǎng)黑龍江省電力有限公司興凱湖供電分公司 黑龍江 興凱湖 158308

1 農(nóng)村配電網(wǎng)線路防雷保護(hù)的意義

農(nóng)村區(qū)域較大,且呈點(diǎn)狀式分布,所以包含多種地理特征。在落實(shí)配電時(shí),線路會(huì)跨越多個(gè)區(qū)域,其所處在的條件會(huì)有明顯差異。如果只是在平原上架設(shè)配網(wǎng),所需考慮的問(wèn)題相對(duì)較少,且更容易進(jìn)行管理。但對(duì)于南方地區(qū)來(lái)說(shuō),其地理?xiàng)l件多樣性強(qiáng),各區(qū)域間的差異大,并且多丘陵、山地等。當(dāng)在該區(qū)域架設(shè)線路時(shí),就要進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì),不僅要有較強(qiáng)的技術(shù)性,也要足夠精細(xì)化,從而滿足運(yùn)行的需求。如果參照常規(guī)的線路來(lái)進(jìn)行架構(gòu),那么就要面臨運(yùn)行維護(hù)上的困難,管理實(shí)施也會(huì)受阻。在農(nóng)村,不可控因素較多,其中雷擊是最普遍的,能給線路帶來(lái)重創(chuàng),使輸電不能良好進(jìn)行,乃至引發(fā)事故。當(dāng)直接受到雷擊后,配網(wǎng)會(huì)切斷對(duì)應(yīng)的線路,這能起到繼電保護(hù)的作用,但會(huì)造成區(qū)域內(nèi)斷電。由于這一原因,在雷雨天氣中,農(nóng)村會(huì)經(jīng)常性停電,之后還要對(duì)配網(wǎng)進(jìn)行檢修。如果雷擊過(guò)于嚴(yán)重,還將造成設(shè)施損壞,進(jìn)而形成直接的損失。配網(wǎng)中所用元件以及材料,其價(jià)格都相對(duì)昂貴,線纜的用量大且難以運(yùn)輸,所以維修會(huì)產(chǎn)生不小的費(fèi)用。隨著農(nóng)村的發(fā)展,經(jīng)濟(jì)是持續(xù)向好的,人均收入在持續(xù)增長(zhǎng),人們對(duì)用電的需求在提高。從現(xiàn)階段來(lái)看,農(nóng)村的配網(wǎng)做到了基本的普及,線路四通八達(dá),能進(jìn)入大多數(shù)區(qū)域,讓農(nóng)民都能用上電。而在此期間,用電量在平穩(wěn)上升,為了減少中間問(wèn)題,就要將防護(hù)做好,加上管理的初步到位,就能提升配電水準(zhǔn)。其中首要的就是做好防雷,避免雷擊產(chǎn)生的危害,這也是農(nóng)村眼下所需的。

2 農(nóng)村配電線路雷擊過(guò)電壓特征

在農(nóng)村中,雷擊事故相較于城市要更為頻繁,并且大都發(fā)生在地面,在沒(méi)有做好防護(hù)的前提下,其危害是較大的。當(dāng)遭遇了雷擊后,線路就會(huì)發(fā)生過(guò)載,進(jìn)而出現(xiàn)跳閘的情況,從表現(xiàn)來(lái)看,就是區(qū)域性的斷電。深入剖析原因,則是在雷擊打到對(duì)應(yīng)部位的瞬間,會(huì)產(chǎn)生具有較高電動(dòng)勢(shì)的電磁感應(yīng),且直接作用到配網(wǎng)上。在這樣的影響下,在線路上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓,保護(hù)裝置在此時(shí)會(huì)做出反應(yīng),但設(shè)備仍會(huì)受到破壞,跳閘也會(huì)影響正常用電。農(nóng)村配網(wǎng)基本是10kV的,而雷擊所能達(dá)到的最高過(guò)電壓則是它的四十倍,所以線路是無(wú)法承受的。而一旦過(guò)電壓超出了80kV,那么短路保護(hù)裝置將啟動(dòng),并做出保護(hù)動(dòng)作。從這一點(diǎn)上就能看出,位于農(nóng)村的線路,對(duì)于雷擊沒(méi)有較強(qiáng)的防御能力,甚至尚未做出對(duì)應(yīng)防護(hù),而因?yàn)槠錀l件是復(fù)雜的,一旦受到雷擊就必然會(huì)短路,這導(dǎo)致線路所處的狀態(tài)經(jīng)常性失穩(wěn),且沒(méi)有足夠的安全性。從對(duì)電壓特征的分析中,也能看出線路的抗逆性差,容易受到外來(lái)的干擾。

3 農(nóng)村配電網(wǎng)防雷保護(hù)措施分析

3.1 提高線路入口抗雷擊能力

無(wú)論是農(nóng)村還是城市,在用電上都會(huì)有一定季節(jié)性,這或許與部分電器的使用有關(guān)。這種特征會(huì)讓供電也有所波動(dòng),例如在夏季,用電會(huì)出現(xiàn)高峰,或是在農(nóng)忙時(shí),也會(huì)有明顯的提升,在這些特定的時(shí)間內(nèi),要去用大功率的設(shè)備,這多是用在生產(chǎn),諸如水泵、電機(jī)等。處在這些時(shí)段,線路的負(fù)載大,波動(dòng)也要比平時(shí)強(qiáng)烈,會(huì)為運(yùn)行維護(hù)帶來(lái)壓力。而處在夏季,會(huì)有較多雨水天氣,特別是南方,一旦發(fā)生雷擊,就會(huì)破壞掉線路入口。由于該部位基本都是與電源相連,所以檢修很難進(jìn)行,而且必須進(jìn)行區(qū)域斷電,損失是比較大的。為了避免出現(xiàn)該問(wèn)題,就要做好線路入口的防雷,用切合實(shí)際的措施去應(yīng)對(duì)雷擊。可用的辦法較多,但最直接的就是添加保護(hù)裝置,這樣能以最小的成本對(duì)線路進(jìn)行改造,賦予其較強(qiáng)的抗雷擊能力,降低受到的危害。根據(jù)農(nóng)村線路的特性,比較適合使用浪涌保護(hù)裝置,在受到雷擊的瞬間,出現(xiàn)的強(qiáng)烈波動(dòng)會(huì)觸發(fā)裝置,使其靈敏地做出保護(hù)動(dòng)作。這在雷擊的時(shí)候,能起到對(duì)瞬時(shí)高電壓和電流的防護(hù),防止對(duì)線路的破壞,也提升了對(duì)于雷電的耐受性。如果雷擊過(guò)于強(qiáng)烈,其產(chǎn)生的電壓過(guò)高,那么就要增設(shè)LC低通濾波器和壓敏電阻,從而提升裝置性能,這能幫助將超出額定的能量中和。基于該裝置的性能,可以對(duì)入口做出強(qiáng)有力的防護(hù),使其不存在雷擊的隱患,提高了線路的可靠性。這對(duì)于農(nóng)村來(lái)說(shuō)是適用的,能切實(shí)做到為農(nóng)保電,幫助農(nóng)民平穩(wěn)度過(guò)用電高峰期。

3.2 加強(qiáng)附屬設(shè)備的雷擊防護(hù)

配電線路從其性質(zhì)上看,屬于電力工程的一個(gè)分支,在架構(gòu)起的整個(gè)系統(tǒng)上面,除了用到了大量的電纜,上面還要布設(shè)相關(guān)的附屬設(shè)備,只有一起都穩(wěn)定工作,才能進(jìn)行運(yùn)作,從而完成對(duì)某一區(qū)域的配電。所用的附屬設(shè)備,涵蓋了變壓器、斷路器等,它們分布在各個(gè)節(jié)點(diǎn),共同幫助配電的進(jìn)行,且都有特定的功能,無(wú)法被舍棄或取代。然而因?yàn)樗迷O(shè)備過(guò)多,所以對(duì)于它們而言,大多都是出現(xiàn)故障后直接替換,很少會(huì)去進(jìn)行特定的防護(hù)。但在農(nóng)村,由于雷擊本身頻繁,如果不防護(hù),設(shè)備就會(huì)經(jīng)常性損壞,無(wú)論是檢修還是更換,都耗費(fèi)人力物力,這種支出是可觀的。對(duì)此,為了降低損耗,就要去加強(qiáng)防雷能力,進(jìn)而屏蔽掉雷擊的影響,使設(shè)備的壽命得到延長(zhǎng)。雖然措施很多,但從農(nóng)村實(shí)際來(lái)看,可實(shí)施的并不多,其中最有效的是是抑制感應(yīng)雷過(guò)電壓來(lái)保護(hù)配電變壓器,這是最適合被普及的。比較常規(guī)的辦法就是將防雷器布設(shè)在設(shè)備附近,從而起到保護(hù)作用。防雷器具有防爆、防水、耐污染等特點(diǎn),單個(gè)的成本不高,在工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生噪音,所以具有經(jīng)濟(jì)性,適合用在線路上。在實(shí)際安裝時(shí),要進(jìn)行綜合研討,除了要核算成本,還要對(duì)成效進(jìn)行評(píng)估。例如,防雷器安裝數(shù)量較多的話,維護(hù)成本較高,防雷器數(shù)量多也不利于電力輸送效率的提升。筆者在參與檢修時(shí),經(jīng)常能發(fā)現(xiàn)避雷器被擊穿的情況,對(duì)此,一方面要使用性能好的設(shè)備,從而加強(qiáng)防護(hù)性,一方面也要做好巡線工作,尤其是在雨天,盡早發(fā)現(xiàn)故障,并將設(shè)備進(jìn)行更換。如何去衡量二者的優(yōu)先級(jí),則要看農(nóng)村的情況。

3.3 優(yōu)化絕緣子技術(shù)

現(xiàn)有的諸多防雷技術(shù)中,絕緣子的可適用范圍最光,使用也最為普遍,成為了目前主流的措施。該技術(shù)難度適中,常規(guī)的方式是將絕緣子安裝在線路上,從而起到一定的絕緣作用。所用一般為陶瓷制的,能做到良好絕緣,常用在易受到雷擊部位。然而絕緣子在個(gè)別情況下會(huì)失效,當(dāng)遇到猛烈的雷擊,其有可能會(huì)發(fā)生閃絡(luò),這會(huì)直接破壞其結(jié)構(gòu),進(jìn)而無(wú)法繼續(xù)生效。一旦發(fā)生了失效,它就不再能防雷,而且會(huì)干擾線路,所以要盡快將其替換掉。但因?yàn)榫€路上的絕緣子數(shù)量多,很難發(fā)現(xiàn)其失效情況,如果要落實(shí)全面檢測(cè),則相當(dāng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。所以在防雷上有缺陷,隱患也困擾著日常的運(yùn)維,而由于這是技術(shù)的不足,所以很難進(jìn)行簡(jiǎn)單改進(jìn)。基于這一原因,優(yōu)化技術(shù)勢(shì)在必行,依靠這一措施,能改變眼下防雷的現(xiàn)狀。主要的改進(jìn)方向就是將陶瓷改為別的材料,從而賦予絕緣子更強(qiáng)的性能,對(duì)整條線路產(chǎn)生防護(hù)的作用。可以選用一些新型材料,具有較強(qiáng)的防雷能力,且能承受高壓,可以有效抵抗被擊穿。一旦雷擊過(guò)于強(qiáng)烈,超過(guò)了其臨界值,絕緣子要直接破裂,而非仍維持原狀。如此一來(lái),在對(duì)線路檢修時(shí),就能立刻找到問(wèn)題部位,并將絕緣子替換掉。這相當(dāng)于優(yōu)化了技術(shù),使其不再有短板,而且材料的更新也為其繼續(xù)精進(jìn)帶來(lái)了可能,使線路能獲得防雷上的增強(qiáng),保護(hù)了農(nóng)村用電。

3.4 加裝并聯(lián)保護(hù)間隙

所有位于農(nóng)村的線路,因?yàn)橐紤]成本,也為了使各區(qū)域都能獲得用電,所以多為10kV的配網(wǎng)。如果單純針對(duì)常態(tài),10kV是足夠應(yīng)對(duì)供電的,這在多數(shù)配網(wǎng)中都適用。但農(nóng)村的線路是非常規(guī)的,由于條件是復(fù)雜的,所以意外多發(fā),其中雷擊的頻率最高。當(dāng)受到了雷擊后,過(guò)電壓很容易就會(huì)大于10kV,而線路多是以該數(shù)值為額定的,所以會(huì)直接過(guò)載,這顯然是一個(gè)安全上的隱患。過(guò)電壓是瞬時(shí)的,直接出現(xiàn)在線纜上,這會(huì)讓絕緣子閃絡(luò),或是將一些設(shè)備擊穿,進(jìn)而被損毀。當(dāng)這種情況發(fā)生后,短路、跳閘等都會(huì)并行,進(jìn)而表現(xiàn)為區(qū)域斷電。就常規(guī)而言,加強(qiáng)絕緣是最佳方法,能產(chǎn)生有力的防護(hù),使雷擊被無(wú)效化。但受條件限制,加上線路比較復(fù)雜,所以這是有難度的,效果也會(huì)受限。對(duì)此,考慮農(nóng)村實(shí)情,避雷器則成為了首選,不僅性能是可觀的,還能快速生效。但由于成本較高,所以為了進(jìn)行普及,就要有一定投入。對(duì)于這一問(wèn)題,可適當(dāng)降低設(shè)備數(shù),僅布設(shè)在薄弱部位,用以強(qiáng)化局部防雷。只要掌握合理的間隙,就能做到良好的防雷,對(duì)全線路都形成有效保護(hù)。當(dāng)然,在條件充足時(shí),要去增設(shè)避雷器,這能給予線路足夠的保障,也要加強(qiáng)巡線,爭(zhēng)取對(duì)于一切隱患,都能做到早發(fā)現(xiàn)早解決。

結(jié)語(yǔ)

在人口的擴(kuò)充下,農(nóng)村對(duì)電力的需求有可觀的增加,這不只是在用量上,對(duì)質(zhì)量同樣有要求。為農(nóng)村保電成為了眼下的目標(biāo),也是促使其發(fā)展的重要條件,所以要腳踏實(shí)地做好相應(yīng)工作。以配網(wǎng)的安全與可靠為目標(biāo),就要做好防護(hù)工作,這在農(nóng)村屬于短板,而且長(zhǎng)期沒(méi)有被重視。應(yīng)當(dāng)將完善防雷措施當(dāng)成第一要?jiǎng)?wù),并切合實(shí)際地去完成,這對(duì)于配網(wǎng)的運(yùn)維有幫助,也保障了農(nóng)村用電。這對(duì)于民生有實(shí)際意義,也推進(jìn)了農(nóng)村發(fā)展,使其能持續(xù)向好。