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线路避雷器在线路防雷上的应用效果

时间:2015-09-26 17:33 来源:第一论文 作者:陈编 点击:
为了减少雷击对输电线路的伤害,将线路避雷器安装在输电线路的易击段,可以提高线路的耐雷水平。鉴此,介绍了线路避雷器防雷的基本原理和安装前的准备工作。并对近年来肇庆四会供电分公司部分已挂网运行的避雷器进行了跟踪分析,原多雷击杆塔自从加装了线路带串联间隙避雷器后,迄今杆塔未发生雷击跳闸。
为了减少雷击对输电线路安全运行的影响,通常采取多种防雷措施,主要有:降低杆塔接地电阻;架设避雷线;提高线路绝缘水平;加装耦合地线;等等。但在防止绕击雷对线路造成影响及高土壤电阻率的线路杆塔防雷问题上,仍不能找到有效的解决方法。为此,迫切需要采取一些新的技术措施来提高线路杆塔的耐雷水平,以减少雷击跳闸率。
 
     随着合成绝缘材料在防雷技术上的应用和发展,许多国家如美国、日本等,将避雷器安装在输电线路的易击段,以提高线路的耐雷水平,降低雷击跳闸率。广东省广电集团有限公司肇庆四会供电分公司于1999年开始对几条跳闸率较高的35 kV及110 kV输电线路安装了线路避雷器。经过了几年的运行,取得了满意的效果。
 
1线路避雷器防雷的基本原理
 
    对一般高度的杆塔,线路的耐雷水平主要与4个因素有关:线路绝缘子的50%放电电压;有无架空地线;雷电流强度;杆塔的接地电阻。绝缘子的50%放电电压是一定的,雷电流强度与地理位置和气候条件相关,不装避雷器时,提高输电线路耐雷水平往往是采用架空地线、降低杆塔的接地电阻。在山区,降低接地电阻是非常困难的,又容易发生绕击,这也是为什么山区输电线路雷击跳闸率高的原因。
 
    线路避雷器与线路绝缘子并联。当雷击时避雷器动作,避雷器的残压低于绝缘子串的50%放电电压,即使雷击电流增大,避雷器的残压仅稍有增加,绝缘子仍不致发生闪络。雷电流过后,流过避雷器的工频续流仅为毫安级,流过避雷器的工频续流在第一次过零时熄灭,线路断路器不会跳闸,系统恢复到正常状态。图1说明了线路避雷器的伏-秒特性与绝缘子的伏-秒特性的配合关系。绕击时,避雷器的伏-秒特性要比绝缘子的伏-秒特性低15%以上,反击时,可以低20%以上。
 
 
2线路避雷器安装之前的准备工作
 
    线路避雷器主要是用于降低送电线路的雷击跳闸率,而非限制操作过电压,因此线路避雷器宜使用带串联间隙型,并且,安装之前要做好准备工作。
 
2.1进行规定的电气试验
    避雷器安装投运前应进行规定的电气试验。测量其绝缘电阻、直流1 mA下的电压U1mA及电压为75%U1mA下的泄漏电流,测量结果应与出厂数据比较无明显变化,并应符合规程规定。表1为肇庆四会供电分公司部分线路避雷器的出厂试验和交接验收试验结果。安装过程中要按要求安装好串联间隙,安装投运后要检查并记录计数器的动作情况,以便日后能够对其他线路作分析比较。

2.2安装线路避雷器的定点原则
    a) 线路的运行经验。对线路投运至今的运行情况进行分析,确定易遭雷击的杆塔,分析确定是绕击还是反击。
    b) 线路途经的地形、地貌以及邻近影响。现场勘察线路经过的地段,特别对经过鱼塘、河流及山地等地段的线路要重点分析,记录有可能因地形、地貌条件而使线路杆塔遭受雷击的地段,一般经过此路段的杆塔优先考虑。
    c) 杆塔的接地电阻和相邻杆塔档距。根据线路投产时设计杆塔的接地电阻要求及实际接地电阻值,确定不符合接地电阻设计要求的杆塔并进行改造,对于因地质条件限制而无法达到要求的优先考虑。
    d) 综合以上因素分析,结合交通条件,确定线路避雷器安装的最佳地点。
 
3输电线路使用线路避雷器的情况
    肇庆四会供电分公司的110 kV、35 kV输电线路共16条,安装了线路避雷器16组,共48只。
    其中110 kV四沙线全长12.13 km,线路经过的地形大部分是平地,其中有一段跨越河流。绝缘子为XP-7型,1992年投入运行。该线路26号、29号塔分别于1998年、1999年遭受雷击,26号塔L2和L3相绝缘子击碎,29号塔L1相绝缘子击碎。对此,我们对该线路数据进行分析、统计,到受雷击的杆塔进行了现场勘察,并测量了杆塔的接地电阻。在现场勘察中,我们发现26号、29号塔的接地电阻在13 Ω以上,附近的27号、28号塔位于河流两岸,标称高度比26号、29号塔高。经过分析,我们认为26号、29号塔遭受雷击的原因是部分雷电流经避雷线至26号、29号塔或雷击该塔后,由于该塔的接地电阻较大,雷电流未能够流入大地就使绝缘子发生闪络。因此,我们确定在26号、29号塔各安装一组线路避雷器。至今已运行近2年时间,期间该线路未发生雷击故障,而从放电计数器的读数表明,26号、29号塔避雷器发生了多次动作(见表2)。在同一地区,地形、气候条件相同而未有安装线路避雷器的110 kV线路却出现了雷击故障。
35 kV清白线全长8.8 km,线路杆塔主要位于山地上,杆塔的接地电阻都在16 Ω以上。在1997年7月30日,30号杆L2相绝缘子被雷击碎;1999年8月2日,32号杆L1相绝缘子被雷击碎。鉴于此情况,我们于2000年对该线路进行了现场勘察,并根据雷击杆塔的接地电阻及其所在的自然环境,确定在该线路的31号、32号杆各加装一组线路避雷器。运行至今已近3年,期间该线路未发生雷击故障,而从放电计数器的读数表明,31号、32号杆避雷器发生了多次动作(见表2)。
 
4结束语
 
    a) 多雷击杆塔加装了线路带串联间隙避雷器后,杆塔未发生雷击跳闸,线路的雷击跳闸率降低了,防止雷击线路取得了初步的效果。
    b) 雷电定位系统便于查找故障点,其提供的雷电流数据对分析绕击、反击有很好的指导作用,建议进一步开展此项工作。
    c) 继续对有雷击故障的线路进行系统分析,有针对性地加装线路避雷器,以提高杆塔的耐雷水平,提高线路的运行可靠性,同时不断积累应用线路避雷器防雷工作方面的运行经验。
 
参考文献
 
[1]程学启,杨春雷,咸日常,等.线路避雷器在输电线路防雷中的应用[J].中国电力,1999, 32(8): 66—67.


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