Welke Factoren Beïnvloeden de Impact van de Bliksem op 10kV Distributielijnen

1. Inductieve bliksemoeverspanning

Inductieve bliksemoeverspanning verwijst naar de tijdelijke overspanning die op luchtledige distributielijnen wordt gegenereerd door nabije blikseminslagen, zelfs wanneer de lijn niet direct geraakt wordt. Wanneer er een bliksemflits in de buurt plaatsvindt, wordt er een grote hoeveelheid lading met tegengestelde polariteit ten opzichte van de lading in de donderwolk geïnduceerd op de geleiders.

Statistische gegevens laten zien dat stroomonderbrekingen veroorzaakt door inductieve overspanningen verantwoordelijk zijn voor ongeveer 90% van alle storingen op distributielijnen, waardoor het de belangrijkste oorzaak is van uitval in 10 kV-distributiesystemen. Onderzoek wijst uit dat als een 10 kV-lijn 10 meter boven de grond hangt en de bliksem 50 meter verderop inslaat, een bliksemstroom van maximaal 100 kA kan worden geïnduceerd. Zonder adequate bliksemscherming kan de resulterende overspanning piekwaarden bereiken tot 500 kV. Als de isolatiegraad van de lijn ontoereikend is, kan deze overspanning gemakkelijk door de isolatie heen dringen of de isolatie zelfs verbrijzelen, wat kan leiden tot flashovers of leidingonderbrekingen.

2. Isolatiegraad

Isolatiefouten, vooral door insulatoruitval of -explosie, vormen een andere belangrijke oorzaak van fouten op distributielijnen. De prestaties van insulators bepalen rechtstreeks de algemene isolatiesterkte van een 10 kV-distributielijn en hebben dus een aanzienlijke invloed op de betrouwbaarheid van het systeem.

Tijdens langdurige bedrijfsvoering kunnen insulators afkalven door omgevingsvervuiling, vochtigheid, ouderdom of mechanische spanning. Zonder regelmatige inspectie, onderhoud of tijdige vervanging kan de isolatiegraad van de hele lijn aanzienlijk verslechteren. Deze degeneratie vergroot de kans op flashover onder overspanningsomstandigheden, vooral tijdens onweersbuien, waardoor het risico op blikseminducede stroomonderbrekingen verder toeneemt.

Daarom zijn routine-inspecties en -onderhoud van insulators essentieel om de duurzame integriteit van de isolatie en de veiligheid van het systeem te waarborgen.

3. Installatie van bliksemscherming

3.1 Transformatorscherming

Wanneer de bliksemoeverspanning meerdere malen de nominale spanning overschrijdt, kan deze gemakkelijk de isolatie rond het neutrale punt van de transformatoren doorboren. In de meeste huidige installaties in China worden overvoltagebeschermers doorgaans alleen aan de hoogspanningskant van transformatoren geïnstalleerd, terwijl de bescherming aan de laagspanningskant ontoereikend blijft.

Overvoltagebeschermers kunnen zowel voor de hoofdzekering als aan de uitgangskant van de distributielijn worden geïnstalleerd. Tijdens de installatie moet de laagspanningskant van de overvoltagebeschermer correct worden afgewerkt.

Het is cruciaal om te noteren dat de neutrale geleider (N-lijn) stroomafwaarts van een stroomgestuurde beschermingsapparaat niet herhaaldelijk mag worden afgewerkt. Anders kan het beschermingsapparaat niet correct functioneren, waardoor het hele beschermingsplan in gevaar komt. Daarom moet de aardingssnoer van de laagspanningsovervoltagebeschermer worden verbonden met de primaire aansluiting van de neutrale geleider van de transformatoren, vóór eventuele herhaalde aardingpunten.

3.2 Paalgeplaatste schakelaars en disjunctoren

De installatie van paalgeplaatste circuitbrekers en disjunctoren kan de betrouwbaarheid en veiligheid van 10 kV-distributielijnen aanzienlijk verbeteren. Echter, in de praktijk ontbreken veel lijnen de juiste bliksemscherming voor deze cruciale apparaten. Zonder overvoltagebeschermers aan beide zijden van dergelijke schakelaars, zijn ze kwetsbaar voor schade door bliksemoeverspanningen, wat kan leiden tot apparatuurfouten en langdurige stroomonderbrekingen.

3.3 Overvoltagebescherming voor schakelkasten en andere eenheden

Een 10 kV-distributiesysteem bestaat uit meerdere cruciale eenheden, waaronder schakelkasten, condensatorbanken en distributiepanelen. Overvoltagebeschermers kunnen op elke eenheid (complexe bescherming) of selectief op sleuteleenheden worden geïnstalleerd.

Hoewel de eerste benadering hogere initiële kosten met zich meebrengt, biedt deze aanzienlijk meer betrouwbaarheid en systeemresilientie. Selectieve installatie vermindert de kosten, maar kan bepaalde secties blootstellen. De keuze moet gebaseerd zijn op risicobeoordeling, de kritische belasting en de lokale bliksemactiviteit.