農(nóng)村低壓智能配電網(wǎng)建設(shè)及防雷措施

唐天奇

（泰州三新供電服務(wù)有限公司，江蘇 泰州 225300）

1 農(nóng)村低壓配電網(wǎng)問(wèn)題

1.1 設(shè)備老舊，線路老化

農(nóng)村低壓配電網(wǎng)建設(shè)與改造都是由電力部門(mén)負(fù)責(zé)實(shí)施，但是由于農(nóng)村供電條件的限制，在低壓配電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中往往采用臨時(shí)過(guò)渡方案，比如在原有線路上增加一個(gè)10kV 電源點(diǎn)或10kV 線路改為單回線路，使得原來(lái)的10kV 線路長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)、分支較多，無(wú)法滿足負(fù)荷增長(zhǎng)要求；原有線路上有一部分已經(jīng)使用了20 年以上，且部分設(shè)備老化嚴(yán)重；同時(shí)由于農(nóng)村居民住宅較分散，用電負(fù)荷量也很少，供電半徑長(zhǎng)，造成配電網(wǎng)絡(luò)存在諸多缺陷。此外，由于農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后、交通不夠發(fā)達(dá)、電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相對(duì)滯后、居民對(duì)供電可靠性要求較高等原因，導(dǎo)致低壓配電網(wǎng)存在諸多問(wèn)題[1]。

1.2 設(shè)備數(shù)量多，分布廣

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，農(nóng)村居民對(duì)供電質(zhì)量的要求也在不斷提高，因此農(nóng)村低壓配電網(wǎng)建設(shè)要符合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平和居民用電需求。而目前農(nóng)村低壓配電網(wǎng)普遍存在設(shè)備數(shù)量多，分布廣，部分地區(qū)設(shè)備老化嚴(yán)重，無(wú)備用設(shè)備；線路架空線老化嚴(yán)重、絕緣強(qiáng)度低、易發(fā)生故障，故障率高；一些配電變壓器容量小、無(wú)備用電源等問(wèn)題。農(nóng)村低壓配電網(wǎng)具有供電半徑大，線路長(zhǎng)，負(fù)荷密度低，供電半徑長(zhǎng)等特點(diǎn)。因此，配電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行中存在線路損耗大、供電質(zhì)量差、用戶(hù)電壓合格率低、供電可靠性不高等問(wèn)題，這些問(wèn)題嚴(yán)重影響了農(nóng)村低壓配電網(wǎng)的正常運(yùn)行和電力用戶(hù)的正常用電。

1.3 臺(tái)區(qū)線損高，供電能力差

農(nóng)村低壓配電網(wǎng)普遍存在臺(tái)區(qū)線損高的問(wèn)題，目前在農(nóng)村地區(qū)主要存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：（1）電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不到位，配電線路老化嚴(yán)重，存在著大量的裸導(dǎo)線，且絕緣性能低，易發(fā)生絕緣擊穿事故，尤其是在農(nóng)村地區(qū)，電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)嚴(yán)重不足，缺少專(zhuān)業(yè)的電力維護(hù)人員；（2）低壓線路設(shè)備陳舊老化嚴(yán)重，缺乏必要的保護(hù)措施和安全措施，并且線路運(yùn)行損耗嚴(yán)重，在線路中存在著大量的單相設(shè)備和接地回路；（3）配變?nèi)萘科　㈦妷旱燃?jí)低、供電半徑過(guò)長(zhǎng)、低壓線路敷設(shè)不規(guī)范等問(wèn)題導(dǎo)致臺(tái)區(qū)供電能力不足，同時(shí)因臺(tái)區(qū)線損高造成線路損耗嚴(yán)重[2]。

1.4 線損率高，設(shè)備利用率低

臺(tái)區(qū)線損在線損率中的比例較大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，低壓配電網(wǎng)在運(yùn)行過(guò)程中存在大量的不平衡電流，這些電流會(huì)使得設(shè)備出現(xiàn)發(fā)熱、絕緣老化等問(wèn)題，影響設(shè)備的正常運(yùn)行，導(dǎo)致臺(tái)區(qū)線損嚴(yán)重。另外，由于部分農(nóng)村地區(qū)的用戶(hù)使用的電器產(chǎn)品存在較多的漏電現(xiàn)象，容易出現(xiàn)觸電事故，同時(shí)用戶(hù)負(fù)荷也具有不平衡特點(diǎn)，容易出現(xiàn)電流過(guò)大情況，使得配電網(wǎng)的線損增加。在低壓配電網(wǎng)中存在大量不平衡電流，加上變壓器和低壓線路在安裝過(guò)程中沒(méi)有嚴(yán)格按照規(guī)程進(jìn)行施工，使得低壓配電線路出現(xiàn)了嚴(yán)重的線損異常情況，其中不平衡電流約占總線損的20%左右[3]。

1.5 技術(shù)水平低，智能化水平差

由于農(nóng)村低壓配電網(wǎng)的發(fā)展相對(duì)較慢，所以很多技術(shù)水平也比較落后，不能滿足當(dāng)前農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。部分配電網(wǎng)設(shè)備智能化程度較低，其主要表現(xiàn)為：設(shè)備運(yùn)行效率低下，配電變壓器存在過(guò)熱現(xiàn)象，造成變壓器負(fù)荷率降低，設(shè)備供電半徑過(guò)大，導(dǎo)致電能損耗增加；變壓器運(yùn)行效率低下主要體現(xiàn)在其功率因數(shù)偏低和部分負(fù)載率偏高等方面；設(shè)備保護(hù)能力較低，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)故障定位；設(shè)備監(jiān)控水平較差，配電線路、臺(tái)區(qū)及用戶(hù)等均缺乏有效的監(jiān)測(cè)手段；配電變壓器存在故障和缺陷，且無(wú)報(bào)警裝置、無(wú)故障信息采集功能、無(wú)故障定位功能等[4]。

2 農(nóng)村低壓智能配電網(wǎng)建設(shè)對(duì)策

2.1 落實(shí)設(shè)備選型

在設(shè)備選型過(guò)程中，需要對(duì)農(nóng)村低壓配電網(wǎng)建設(shè)中的各類(lèi)設(shè)備進(jìn)行分析，針對(duì)不同設(shè)備的運(yùn)行情況，制定合理的應(yīng)用方案。同時(shí)，需要考慮農(nóng)村低壓配電網(wǎng)的實(shí)際情況，以確保設(shè)備選型的合理性。在農(nóng)村低壓智能配電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，要明確其所需要應(yīng)用的相關(guān)設(shè)備，并以此為依據(jù)確定合理的設(shè)備選型方案。例如：在配電變壓器選擇方面，需要依據(jù)不同區(qū)域、不同負(fù)荷的用電需求來(lái)制定合理的變壓器選型方案；在配電箱選擇方面，需要依據(jù)配電箱所在位置來(lái)確定其所需配套配電箱類(lèi)型；在電纜方面，需要根據(jù)農(nóng)村低壓配電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃來(lái)確定所需電纜類(lèi)型[5]。

2.2 做好配電網(wǎng)的改造

對(duì)于農(nóng)村低壓智能配電網(wǎng)的改造，需要將“低壓配電網(wǎng)建設(shè)、改造與管理”作為工作的重點(diǎn)，這是因?yàn)檗r(nóng)村低壓智能配電網(wǎng)是一種典型的小型供電網(wǎng)絡(luò)，其具有點(diǎn)多、面廣、分散、線長(zhǎng)的特點(diǎn)。這就要求工作人員要結(jié)合農(nóng)村低壓智能配電網(wǎng)建設(shè)與管理的實(shí)際情況，結(jié)合“一戶(hù)一表”改造的工作要求，在農(nóng)村地區(qū)進(jìn)行配電線路的改造，在改造過(guò)程中，需要做好以下工作：（1）在對(duì)線路進(jìn)行改造時(shí)，需要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃，制定出符合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況的配網(wǎng)改造方案；（2）需要嚴(yán)格按照供電方案來(lái)對(duì)線路進(jìn)行改造，按照實(shí)際情況來(lái)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，使其滿足當(dāng)?shù)剞r(nóng)村配電網(wǎng)建設(shè)需求。

2.3 開(kāi)展線路改造和檢修

低壓智能配電網(wǎng)中的線路主要包括了導(dǎo)線、避雷器、絕緣子，這些設(shè)備對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮著重要作用，所以在進(jìn)行線路改造時(shí)要先對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃。在規(guī)劃過(guò)程中要從實(shí)際出發(fā)，考慮到配電網(wǎng)線路的實(shí)際情況，結(jié)合當(dāng)前的社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r和電力市場(chǎng)的需求來(lái)進(jìn)行合理布局。在對(duì)線路進(jìn)行改造時(shí)，要將電力設(shè)備的安全放在首位，要確保其穩(wěn)定運(yùn)行。在對(duì)線路進(jìn)行改造時(shí)，還要考慮到用電負(fù)荷的變化，在確保用電負(fù)荷穩(wěn)定的情況下，盡可能地降低電能損耗。此外，還要針對(duì)一些老舊設(shè)備進(jìn)行改造，使其能夠與當(dāng)前電網(wǎng)發(fā)展相適應(yīng)。

2.4 完善通信系統(tǒng)

配電網(wǎng)建設(shè)要充分考慮通信系統(tǒng)的需求，利用現(xiàn)代信息技術(shù)，充分發(fā)揮通信技術(shù)的作用。例如，可以采用無(wú)線通信技術(shù)，以智能配電網(wǎng)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化、狀態(tài)檢修、用電信息采集等功能。具體而言，2G/3G/4G 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有覆蓋廣、速度快、靈活方便等優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)村地區(qū)用電信息的采集與傳輸功能。采用2G/3G/4G 通信方式可以對(duì)配電網(wǎng)信息進(jìn)行傳輸，并可以滿足其實(shí)時(shí)性要求。

2.5 提升設(shè)備的安全防護(hù)能力

配電網(wǎng)設(shè)備的安全防護(hù)能力也是農(nóng)村低壓智能配電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中需要考慮的重點(diǎn)問(wèn)題之一，在進(jìn)行農(nóng)村低壓智能配電網(wǎng)建設(shè)時(shí)，要從以下幾個(gè)方面入手提升設(shè)備的安全防護(hù)能力。首先，在進(jìn)行設(shè)備安裝時(shí)要充分考慮到電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，對(duì)存在安全隱患的設(shè)備要及時(shí)進(jìn)行拆除，例如：配電變壓器、避雷器、電能表等，這些設(shè)備對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著非常重要的作用。其次，在設(shè)備安裝時(shí)要按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，避免由于施工不當(dāng)而導(dǎo)致出現(xiàn)安全事故。最后，要對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行中可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行提前預(yù)判，采取有效措施進(jìn)行處理。

3 雷電防護(hù)措施

3.1 合理架設(shè)避雷線

農(nóng)村低壓智能配電網(wǎng)的線路中，使用最多的就是架空線路，通常情況下架空線路的桿塔結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，同時(shí)桿塔的高度也比較低，這些特點(diǎn)都能夠?yàn)槔纂娗秩胩峁┮欢ǖ谋憷麠l件，尤其是在雷電多發(fā)地區(qū)。因此，農(nóng)村低壓智能配電網(wǎng)中使用的架空線路必須要采取一定的防護(hù)措施，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，需要合理架設(shè)避雷線。使用避雷線是為了防止雷電電流沿著導(dǎo)線向電氣設(shè)備傳輸而采取的一種措施，其主要目的是防止雷擊電流通過(guò)導(dǎo)線對(duì)電氣設(shè)備造成影響。避雷線主要是通過(guò)與桿塔連接或者與其他線路連接等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)避雷線的應(yīng)用。在農(nóng)村低壓智能配電網(wǎng)中，采用避雷線的方法可以有效降低雷電流，對(duì)配電網(wǎng)的安全運(yùn)行具有重要的意義，而且還能夠減少線路對(duì)設(shè)備的過(guò)電壓影響。避雷線通常情況下主要用于避雷線的接地系統(tǒng)中，如果避雷線出現(xiàn)破損問(wèn)題，就會(huì)直接影響到避雷線自身的防雷效果，導(dǎo)致農(nóng)村低壓智能配電網(wǎng)受到雷擊現(xiàn)象的出現(xiàn)。在進(jìn)行避雷線安裝時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行合理的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，使其具有一定的防雷效果。避雷線主要是用于保護(hù)電力設(shè)備免受雷擊現(xiàn)象帶來(lái)的危害，當(dāng)電力設(shè)備受到雷擊之后，會(huì)導(dǎo)致其內(nèi)部電流產(chǎn)生一定程度的改變，從而影響到整個(gè)電力設(shè)備的正常運(yùn)行。

3.2 安裝避雷器

在農(nóng)村低壓智能配電網(wǎng)中，避雷器的安裝不僅能夠降低雷擊現(xiàn)象對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)造成的影響，還能夠起到保護(hù)作用，為整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供重要的保障。避雷器是一種電氣裝置，其主要作用是當(dāng)發(fā)生雷擊現(xiàn)象時(shí)，能夠限制雷擊電流進(jìn)入電氣設(shè)備內(nèi)部，從而保護(hù)整個(gè)電氣設(shè)備不受過(guò)電壓的影響。避雷器一般由引下線、接地裝置、連接線、避雷器本體及外殼等部分組成，其安裝的位置應(yīng)盡量選擇在易受雷擊的線路或電氣設(shè)備附近。避雷器是一種能夠限制雷電流進(jìn)入電氣設(shè)備內(nèi)部而又不會(huì)損壞電氣設(shè)備的特殊絕緣器件，它通常情況下都安裝在配電變壓器低壓側(cè)的進(jìn)線柜中。避雷器主要是用于防止電氣設(shè)備遭受雷擊的一種裝置，能將雷電過(guò)電壓限制在某一范圍內(nèi)，同時(shí)還能限制過(guò)電壓幅值，以保護(hù)電氣設(shè)備免受過(guò)電壓的危害。避雷器可以安裝在配電變壓器低壓側(cè)的進(jìn)線柜，其主要作用是防止雷擊時(shí)高電壓經(jīng)避雷器傳到變壓器低壓側(cè)，從而保護(hù)配電變壓器低壓側(cè)電氣設(shè)備不受雷電過(guò)電壓的損害。避雷器的安裝位置一般如下：（1）避雷器引下線與配電變壓器低壓側(cè)進(jìn)線開(kāi)關(guān)柜上的進(jìn)線斷路器及刀閘等設(shè)備進(jìn)行可靠連接；（2）避雷器的安裝高度一般為8m～10m，其在安裝時(shí)應(yīng)確保其周?chē)寥离娮杪什淮笥?0Ω·m。

3.3 加強(qiáng)絕緣

農(nóng)村低壓智能配電網(wǎng)中，絕緣的強(qiáng)度在很大程度上決定了線路的絕緣水平，而絕緣水平的高低又直接影響著線路的安全運(yùn)行。配電變壓器、低壓電纜及柱上開(kāi)關(guān)的絕緣強(qiáng)度在線路絕緣中占有重要地位，它直接影響著配電變壓器的正常運(yùn)行。雷擊電流通過(guò)配電變壓器、低壓電纜及柱上開(kāi)關(guān)時(shí)，過(guò)電壓使配電變壓器的絕緣擊穿，損壞線路及設(shè)備。為提高線路及設(shè)備的絕緣水平，應(yīng)加強(qiáng)絕緣。

3.4 合理設(shè)置引下線

防雷措施的實(shí)施是在防雷的前提下進(jìn)行的，沒(méi)有可靠的接地線，雷電就會(huì)沿導(dǎo)線侵入配電變壓器或線路，從而造成線路及設(shè)備損壞。在配電變壓器和線路中，必須安裝引下線。引下線應(yīng)沿配電變壓器外殼、架空電力線路桿塔、架空電力線路金具或線夾、配電變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)引出，盡量減少引下線數(shù)量。在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，引下線的長(zhǎng)度一般不應(yīng)超過(guò)7m；在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，引下線的長(zhǎng)度一般不應(yīng)超過(guò)10m。

3.5 加裝防雷器

為了避免雷擊事故，保護(hù)人身和設(shè)備安全，確保電網(wǎng)安全運(yùn)行，低壓線路防雷接地工程必不可少。低壓線路防雷接地工程要求在距配電變壓器或線路10m 范圍內(nèi)不應(yīng)有高電勢(shì)、大電流的導(dǎo)體，并盡量靠近或在低壓配電線路的進(jìn)線側(cè)裝設(shè)接地體，以便快速、可靠地泄放雷電流。接地體與建筑物的距離不應(yīng)小于2m，以防止土壤電阻率過(guò)高而產(chǎn)生高電勢(shì)。當(dāng)架空配電線路穿越建筑物時(shí)，接地裝置應(yīng)與建筑物基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)連接或用建筑物鋼筋焊接。

4 結(jié)語(yǔ)

配電網(wǎng)防雷系統(tǒng)應(yīng)從整體上對(duì)防雷系統(tǒng)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，不僅要滿足配電系統(tǒng)本身的安全運(yùn)行，還必須考慮對(duì)人身及設(shè)備的安全保護(hù)。在考慮防雷措施時(shí)，要做到全面考慮、綜合運(yùn)用，盡可能減少雷電對(duì)配電網(wǎng)的影響，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。為了使配電網(wǎng)可靠運(yùn)行，達(dá)到良好的防護(hù)效果，必須對(duì)其進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)，采用防雷措施時(shí)一定要嚴(yán)格按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求進(jìn)行。只有這樣才能保證配電網(wǎng)運(yùn)行安全可靠，并且在滿足配電系統(tǒng)安全運(yùn)行的同時(shí)，還能使農(nóng)村低壓智能配電網(wǎng)建設(shè)及防雷措施的投資達(dá)到最小化，取得最大的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。