芳村位于廣州郊區(qū),隨著城市化的發(fā)展,由1996年開始,對地區(qū)內(nèi)的10kV架空導線逐步更換為符合GB12527、GB14049規(guī)定的絕緣導線,芳村地區(qū)絕大部分的架空導線,換為鋼芯鋁絞線聚乙烯絕緣架空線。
在架空絕緣線推廣10多年來,其優(yōu)點是顯著的,隨著配電架空線路絕緣化率的提高,配電線路的供電可靠性不斷提高,線路的故障率下降;美化了城市景觀,減少樹木生長對架空線路運行的危害;防止環(huán)境污穢對導線的直接影響;具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益。
但是,在近幾年的運行中,發(fā)現(xiàn)架空絕緣線存在遭受雷害多,導線容易進水氧化等問題,由此引起斷線事故較多。
從2004年至2006年8月份,廣州芳村地區(qū)10kV架空絕緣導線受雷擊破壞統(tǒng)計見表1?!?/p>
由表1的統(tǒng)計數(shù)據(jù)看出,2004~2005年兩年里,發(fā)生雷擊事故引起的擊斷絕緣導線共8起,對雷擊后絕緣子爆裂、隔離開關(guān)引線被擊斷等事故5起,雷擊損壞變壓器1起。雷擊多發(fā)于每年的6~9月份的臺風雷雨季節(jié)。而發(fā)生的雷擊事故集中在桃園F7、桃園F19(兩路饋線共4起)、芳村F6(2起)、山村F28(4起)、福沙F2(2起)。
1雷擊造成架空絕緣線路故障原因
架空線路多次的雷擊事故的原因是多方面的,具體分析如下:
氣候環(huán)境影響,由于廣州地區(qū)在北回歸線附近,夏季臺風季節(jié),雷電活動活躍,根據(jù)國家有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù),北緯23°以南地區(qū)平均雷電日每年達80日,我國南端的雷州半島及海南島,年平均雷電日達120~130日。
地理條件限制芳村地區(qū)的地形地貌,決定該地區(qū)是個多雷區(qū)。雷擊區(qū)與地質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān),若地面土壤電阻率的分布不平均,在電阻率特別小的地區(qū),雷擊率較大。具有不同電阻率的土壤交界地段經(jīng)常發(fā)生雷擊,具體表現(xiàn)為河岸、低洼地區(qū)較易受雷擊;在曠野地區(qū),即使建筑物不高,也容易受到雷擊。
芳村地區(qū)受雷害較多的10kV線路為芳村F6、福沙F15、沖口F18、桃園F7、山村F5、山村F28,其中芳村F6線路屬電纜與架空線混合供電線路,主干線全長12.174km,有5.419km延花地河岸架設(shè);沖口F18線路同樣屬電纜與架空線混合供電線路,主干線全長6.202km,延花地架設(shè)有1.570km,兩處跨過花地河共0.162km;桃園F7與桃園F19同桿架設(shè)10.230km,以架空線為主的饋線,其中途經(jīng)空曠田野、延河岸共3.685km。山村F28為主干線,全長8.259km的架空線路,其中有4.999km線路與山村F5同桿架設(shè),途經(jīng)農(nóng)田等空曠地區(qū);福沙F15主干線全長5.07km,全線在空曠地區(qū)延河架設(shè),附近是農(nóng)電和村屋;福沙F2與福沙F15同屬于一個供電區(qū)域,福沙F2全線為主干線,全長3.943km的架空線,比福沙F15線路短,但是發(fā)生雷擊事故卻比福沙F15線路多。
直擊雷電流通過地表突出物的電阻入地散流。假如地電阻為10Ω,一個30kA的雷電流將會使地網(wǎng)電位上升至300kV。直擊雷放電的能量通過電磁感應和靜電感應方式向四周輻射,導致設(shè)備過電壓放電,這就是感應雷。所以,感應雷危害是大面積的,而且對一個電氣設(shè)備來說,比直擊雷更常遇到。
有資料計算表明,當雷擊電流為30kA斜角波,雷云高度為3km,導線高度為10m,擊中距末端匹配的500m長架空線路中點100m處地面時,線路上感應電壓為150kV幅值的振蕩波。此波為電磁感應和靜電感應共同作用的結(jié)果。
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