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論輸配電線路在特殊氣候條件下的安全運(yùn)行措施

2013-10-31 03:24管鑫熊潔瑩
關(guān)鍵詞:避雷線閃絡(luò)絕緣子

管鑫 熊潔瑩

0.引言

某市位于亞熱帶的沿海地區(qū),空氣的相對(duì)濕度大,霧氣重,污穢嚴(yán)重。一年中的夏季、秋季常有臺(tái)風(fēng)襲擊,雷雨天氣時(shí)間較長,是全國雷電日數(shù)最多的地區(qū)之一。近些年來該市電網(wǎng)發(fā)生了幾起在特殊氣候條件下的安全運(yùn)行事故。如2001年第四號(hào)強(qiáng)風(fēng)"尤特",造成該市110kV線路2條停電,10kV配電線路跳閘達(dá)47條次(計(jì)及支線達(dá)148條次),估計(jì)損失負(fù)荷110MW??梢姳U陷斉潆娋€路在特殊氣候條件下安全運(yùn)行的重要性,尤其是做好絕緣子的防污閃、線路防雷及防臺(tái)風(fēng)工作甚為重要。

1.絕緣子的防污閃

戶外絕緣子,常年受到工業(yè)氣體排放的煙霧、有害氣體或自然界鹽堿蒸汽侵蝕、塵埃沉積等污穢的污染,在毛毛雨、霧、或濕度大的天氣條件下,絕緣子表面的污穢塵埃被潤濕,表面電導(dǎo)劇增,使絕緣子的泄漏電流劇增,其結(jié)果使絕緣子在工頻和操作沖擊電壓下的閃絡(luò)電壓(污閃電壓)顯著降低,甚至有可能使絕緣子在工作電壓下發(fā)生閃絡(luò)。對(duì)于運(yùn)行中的線路,為了防止絕緣子的污閃,保證電力輸配線路的安全運(yùn)行,可以采取下列措施:

(1)對(duì)絕緣子進(jìn)行定期或不定期地清掃,或采用帶電水沖洗,可有效地減少或防止污閃事故。裝設(shè)泄漏電流記錄器,根據(jù)泄漏電流的幅值和脈沖數(shù)來監(jiān)察絕緣子的運(yùn)行情況,發(fā)出預(yù)告信號(hào),以便及時(shí)進(jìn)行清掃。該市沿海的110kV壩頭變電站和外埔變電站每年都配合變電工區(qū)年檢進(jìn)行清洗,近二、三年內(nèi)均沒有發(fā)生污閃事故。

(2)在絕緣子表面涂一層增水性的防潮材料,如有機(jī)硅脂、有機(jī)硅油、地蠟等,使絕緣子表面在潮濕天氣下形成水滴,但不形成連續(xù)的水膜,使到表面電阻增大,從而減少了泄漏電流,使閃絡(luò)電壓不致降低太多。

(3)加強(qiáng)絕緣和采用防污絕緣子。加強(qiáng)線路絕緣的最簡單方法是增加絕緣子串中絕緣子的片數(shù),以增大爬電距離,但只適用于受污范圍不大的情況,否則很不經(jīng)濟(jì),因增加串中絕緣子片數(shù)后必須相應(yīng)地提高桿塔的高度;采用專用的防污絕緣子可以避免上述缺點(diǎn),因?yàn)榉牢劢^緣子在不增加結(jié)構(gòu)高度的情況下使到泄漏電流爬電距離明顯增大。

(4)采用半導(dǎo)體釉絕緣子。這種絕緣子釉層的表面電阻為106~108Ω,在運(yùn)行中利用半導(dǎo)體釉層流過均勻的泄漏電流加熱表面,使介質(zhì)表面干燥,同時(shí)使絕緣子表面的電壓分布較均勻,從而能保持較高的閃絡(luò)電壓。

2.線路的防雷

由于輸配電線路的分布錯(cuò)綜復(fù)雜,鑒于目前的技術(shù),對(duì)輸配電線路的防雷還不可能做到絕對(duì)的防雷;此外,雷擊線路時(shí),雷電自線路入侵發(fā)、變電站所產(chǎn)生的雷電波也是威脅變電站的主要因素。綜合考慮技術(shù)和經(jīng)濟(jì)措施,提高線路的防雷能力應(yīng)以提高我市電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性為著重點(diǎn)。輸配電線路防雷性能的優(yōu)劣主要有兩個(gè)指標(biāo)衡量:一是耐雷水平,即雷擊線路絕緣不發(fā)生閃烙的最大電流幅值;二是雷擊跳閘率,即每100公里線路每年由于雷擊引起跳閘次數(shù)。所以要提高防雷水平,必須做好"四道防線":①使輸電線路避免遭受直擊雷;②線路受雷后絕緣不發(fā)生閃絡(luò);③閃絡(luò)后不會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的工頻電?。虎墚a(chǎn)生電弧后不中斷電力供應(yīng)。

針對(duì)這四道防線可以采用下列措施:

(1)架設(shè)避雷線。主要是防止雷電直擊導(dǎo)線,此外,對(duì)雷電流有分流作用,減少流入桿塔的雷電流,使塔頂電位下降;對(duì)導(dǎo)線有耦合使用,降低雷擊桿塔時(shí)絕緣子串上的電壓;對(duì)導(dǎo)線有屏蔽作用,可降低導(dǎo)線上的感應(yīng)電壓。110kV及以上電壓等級(jí)的線路一般要全線架設(shè)避雷線。

(2)降低桿塔接地電阻。是提高線路耐雷水平防止雷電流反擊的有效措施,規(guī)程規(guī)定,有避雷線的線路,每基桿塔的工頻接地電阻,在雷季干燥時(shí)不超過下表所列數(shù)值:

(3)架設(shè)耦合地線。即在導(dǎo)線下方架設(shè)地線的措施,是增加避雷線與導(dǎo)線間的耦合作用以降低絕緣子串上的電壓,耦合地線還可起到對(duì)雷電流的分流作用。

(4)采用不平衡的絕緣方式。同桿架設(shè)的雙回線路,所采用的防雷措施不能滿足要求時(shí),采用不平衡絕緣方式來降低雙回線路雷擊同時(shí)跳閘率,以保證不中斷供電。不平衡的原則一般是使二回路的絕緣子串片數(shù)有差異,這樣,雷擊時(shí)絕緣子串片少的回路先閃絡(luò),閃絡(luò)后的導(dǎo)線相當(dāng)于地線,增加了對(duì)另一回導(dǎo)線的耦合作用,提高了另一回線路的耐雷水平,使之不發(fā)生閃絡(luò)以保證另一回線路可持續(xù)供電。

(5)采用消弧線圈接地方式。我市的配電線路均采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式,這可使得雷擊引起的大多數(shù)單相接地故障能夠自動(dòng)消除,不致引起相間短路和跳閘,而在兩相或三相著雷時(shí),雷擊引起第一相導(dǎo)線閃絡(luò)相絕緣子串上的電壓下降,從而提高了耐雷水平。

(6)裝設(shè)自動(dòng)重合閘。由于雷擊造成的閃絡(luò)大多數(shù)能在跳閘后自行恢復(fù)絕緣性能,所以重合閘的成功率也較高,它是保證不中斷供電的有效措施。我市的配電線路一般都裝設(shè)有重合閘,除雙電源及電纜出線較長的線路外。

(7)裝設(shè)排氣式避雷器。一般在線路交叉處和在高桿塔上裝設(shè)排氣式避雷器以限制過電壓。特別是帶絕緣皮的配電線路,在受雷擊時(shí)的過電壓比較明顯,裝設(shè)排氣式避雷器是限制過電壓的一種有效方法。電纜進(jìn)、出線的可利用電纜與氣式避雷器聯(lián)合作用的典型進(jìn)線保護(hù)?,F(xiàn)我市帶絕緣皮的架空線路正在適當(dāng)位置安裝排氣式避雷器以限制過電壓。

(8)加強(qiáng)絕緣。對(duì)于高桿塔,可以采取增加絕緣子串片數(shù)的辦法來提高防雷性能,高桿塔的等值電感大,感應(yīng)過電壓高,繞擊率也隨高度的增高而增加,因此規(guī)程規(guī)定,全高超過40m有避雷線的桿塔,每增加10m應(yīng)增加一片絕緣子。

3.防臺(tái)風(fēng)工作

每年的臺(tái)風(fēng)多發(fā)生在夏季和秋季,臺(tái)風(fēng)的風(fēng)力強(qiáng)、降雨量大、影響范圍廣。根據(jù)這幾年來臺(tái)風(fēng)給該市電力線路所造成的破壞統(tǒng)計(jì),常見有以下幾種故障:線路的桿塔倒塌;導(dǎo)線、避雷線、拉線、引線斷線、裂股;絕緣子爆裂;橫擔(dān)折;跌落式保險(xiǎn)燒壞;線路過電壓等。所以,應(yīng)在臺(tái)風(fēng)到來之前做好下列工作:

(1)加強(qiáng)、加固桿塔的基礎(chǔ)。檢查桿塔基礎(chǔ)是否下沉、外露,埋深是否足夠,桿塔本體是否受到破壞,若不符合規(guī)程規(guī)定的要求要及時(shí)采取措施,保證桿塔的完好性、安全性,這是防止倒桿塔的有效措施。特別要注意對(duì)終端塔、轉(zhuǎn)角塔的加強(qiáng)、加固。

(2)加強(qiáng)線路的巡視。檢查鐵塔、鐵橫擔(dān)銹蝕程度:檢查支撐絕緣子是否有裂紋;檢查線路、避雷線、拉線、引線是否銹蝕、松股、斷股、損傷或閃絡(luò)燒傷;檢查線路弧垂是否正常;檢查導(dǎo)線線夾,導(dǎo)線與絕緣子的綁線是否松動(dòng);檢查線路對(duì)地、周圍建筑物、樹木和對(duì)其他交叉跨越設(shè)施的距離是否足夠。若上述不符合規(guī)程規(guī)定的要求的,要及時(shí)采取措施給予整改。在巡視時(shí)要特別注意樹木、竹子與線路的距離,由于樹、竹子在春季和夏季的生長速度比較快,它們?cè)趶?qiáng)風(fēng)中的擺動(dòng)幅度度較大,尤其臺(tái)風(fēng)到來枝杈時(shí)常被折斷,有時(shí)甚至整棵被連根拔起,這對(duì)線路所造成的威脅很大。

4.結(jié)束語

隨著工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化水平的進(jìn)一步提高,電力用戶對(duì)供電的可靠性、安全性也有更高的要求,保障輸配電線路在特殊氣候條件下的安全運(yùn)行,更應(yīng)引起電力部門的充分重視。應(yīng)在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上采取合理的措施,確保電網(wǎng)在任何條件下都能安全運(yùn)行。

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