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文檔簡介
1、線路避雷器的介紹關(guān)鍵詞:輸電線路;線路避雷器;雷擊跳閘率 據(jù)原國家電力公司安運部的統(tǒng)計資料表明,雷擊各級輸電線路而引發(fā)的跳閘事故占總事故的60%左右,尤其在地形復(fù)雜、土壤電阻率高和多雷的山區(qū),雷擊輸電線路而引發(fā)的事故率更高,由此而造成的經(jīng)濟(jì)損失是巨大的。為了減少輸電線路的雷擊故障,傳統(tǒng)的措施有:降低桿塔接地電阻、加裝負(fù)角保護(hù)、加裝耦合地線、增加絕緣子片數(shù)(提高線路絕緣水平等等)。但是,由于各種原因,即使采用了以上措施,有不少地區(qū)仍不能有效降低雷擊跳閘事故率。鑒于以上情況,從1997年起,四川電力試驗研究院與西安電瓷研究所、西安交通大學(xué)等共同研制和開發(fā)了110 kV線路避雷器,繼而獨立開發(fā)了10
2、 kV、35 kV、220kV電壓等級的線路避雷器,以及變壓器中性點避雷器和站用避雷器。目前已成功地應(yīng)用在四川省電力公司和地方電網(wǎng)的十幾個電業(yè)局、發(fā)電廠,有效地降低了雷擊跳閘事故,取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,深受使用單位的好評,相繼獲得四川省科技進(jìn)步獎和四川電力科技進(jìn)步獎。1線路型復(fù)合外套金屬氧化物避雷器的特點隨著制造水平的提高,中國從20世紀(jì)80年代起開始采用復(fù)合外套金屬氧化物避雷器,與傳統(tǒng)的瓷套避雷器相比,這種避雷器由于體積小,重量輕,從90年代起逐步試用到輸電線路防雷。這種避雷器具有以下特點:(1) 采用一次模壓成型(即真空澆注工藝),排除了內(nèi)部氣隙,局部放電量?。▏覙?biāo)準(zhǔn)要求小于5
3、0 PC,該產(chǎn)品小于5 PC),內(nèi)部不易受潮,提高了避雷器使用的可靠性。(2) 重量輕,體積小,既可懸掛在變電站進(jìn)線門型構(gòu)架上,節(jié)省占地;也可懸掛在線路桿塔上,安裝方便、簡單,安裝成本較低。(3) 避雷器本體上設(shè)計有防爆孔,即使避雷器因內(nèi)部故障發(fā)生爆炸,由于避雷器裙套材料是硅橡膠,爆炸后只是裙套裂開,不會出現(xiàn)瓷套避雷器爆炸后,瓷片飛出打壞絕緣子串和導(dǎo)線等周圍設(shè)備的情況。(4) 110 kV、220 kV等級的線路避雷器由于外串聯(lián)了空氣間隙,避雷器本體平時不帶電(僅在雷電過電壓時動作),這就在很大程度上延長了閥片和硅橡膠外套的使用壽命,抗老化能力大幅提高;而10 kV、35 kV線路避雷器則采用
4、了串聯(lián)熱爆式脫離器的方式,即使避雷器本體故障,脫離器會立即炸開,保證了系統(tǒng)的安全正常運行。(5) 由于輸電線路多在野外,線路避雷器的預(yù)防性試驗較為困難。一是缺乏試驗電源,二是在桿塔上做試驗極不方便。而由于四川電力試驗研究院避雷器所具有的特點,這種避雷器可以不必進(jìn)行每年一次的預(yù)防性試驗,因而減少了運行和維護(hù)成本和工作量,這也是和近年來大力推廣的“輸電線路狀態(tài)檢修”的要求相吻合的。2線路避雷器在四川電網(wǎng)的應(yīng)用及防雷效果四川地處西南,除成都平原外大多以山區(qū)、丘陵為主,雷電活動頻繁程度列全國前茅。就雷暴日而言,四川平均雷暴日為40 d/a左右,等于全國平均水平。雷暴日的統(tǒng)計是某一天聽到一次雷聲則計入,
5、在反映雷電活動的頻繁程度是不科學(xué)的。以四川樂山、宜賓等地為例,每年的雷暴日在40個左右。而部分雷暴日的雷電活動強(qiáng)度非常劇烈,在夏季打雷可以從傍晚一直打到第二天凌晨。因此,從科學(xué)的角度來說,分析雷電活動的頻繁程度指標(biāo)應(yīng)該用雷電小時數(shù)來統(tǒng)計。四川某些地區(qū)的雷電小時數(shù)可高達(dá)250個/a。如以雷電小時數(shù)統(tǒng)計四川地區(qū)的雷電活動,則可充分反映其嚴(yán)重程度。正是由于這種嚴(yán)重的程度,每年四川輸電線路遭受雷擊而引發(fā)跳閘事故給系統(tǒng)造成的損失是嚴(yán)重的,影響了系統(tǒng)安全、正常的運行。鑒于以上原因,四川電力試驗研究院和樂山電業(yè)局有關(guān)人員從1997年起,開始在輸電線路上采用線路避雷器防雷。如樂山電業(yè)局110 kV五沙線105
6、號鐵塔,是一基過江大跨度高塔,年年遭受雷擊,絕緣子常被打壞,采用羊角保護(hù)、降低接地電阻等方法仍不能解決問題。后來安裝了一組110 kV線路避雷器(帶串聯(lián)間隙),至今未發(fā)生過雷擊該塔造成線路跳閘和損壞絕緣子的事故,取得了很好的效果。在試用取得明顯效果的情況下,該局逐步穩(wěn)妥地應(yīng)用了35 kV、110 kV、220 kV線路避雷器,全局線路跳閘率明顯下降,從整體上提高了電網(wǎng)的安全運行水平,減少了由于雷害引發(fā)的事故損失。10次 6次 9次安裝后在一個雷雨季節(jié)后,三相計數(shù)器共動作25次,未發(fā)生一次跳閘;裝設(shè)的雷電流記錄裝置反映雷電流在1000A以下。又如西昌電業(yè)局,地處大小涼山,屬高海拔、重冰區(qū)、風(fēng)沙大
7、、雷電活動頻繁地區(qū)。2000年該局所轄220 kV西越線(系成昆電氣化鐵路直饋電源)遭受雷擊跳閘,造成成昆鐵路停運3 h,造成了極大的社會影響和經(jīng)濟(jì)損失。2001年該線路安裝了4組線路避雷器后,在一個雷雨季節(jié)該線路無一次跳閘,取得了明顯的防雷效果。線路型避雷器在保護(hù)熱備用開關(guān)的應(yīng)用,根據(jù)過電壓保護(hù)規(guī)程DL/T620-1997的要求,為保證熱備用開關(guān)在雷雨季節(jié)的安全運行,在線路側(cè)應(yīng)裝設(shè)避雷器進(jìn)行保護(hù)。對于因運行方式變化需加裝熱備用開關(guān)保護(hù)用MOA的變電站,由于站內(nèi)已沒有安裝位置,可在進(jìn)線門型構(gòu)架上或第一基桿塔上安裝無間隙帶熱爆式脫離器的MOA,既解決了熱備用開關(guān)的保護(hù)問題,又解決了MOA安裝的問
8、題。四川電力試驗研究院研制開發(fā)的10220 kV線路避雷器,目前已有數(shù)百相(只)使用在四川電力系統(tǒng)及地方電力系統(tǒng)中,取得明顯的防雷效果,受到用戶單位的好評。2002年6月,四川省電力公司根據(jù)這個情況,作出了“關(guān)于推廣應(yīng)用線路避雷器的意見”,建議下屬單位積極推廣應(yīng)用,以提高電網(wǎng)安全運行的水平,為系統(tǒng)多供電作貢獻(xiàn)。3關(guān)于應(yīng)用線路避雷器的幾個問題3.1關(guān)于串聯(lián)間隙的選擇110、220 kV線路避雷器采用了串聯(lián)間隙的方式。串聯(lián)間隙的結(jié)構(gòu)目前主要有兩種形式。一種是采用合成絕緣子與避雷器串聯(lián)而成,另一種是半羊角間隙(純空氣間隙)的方式。四川電力試驗研究院的產(chǎn)品采用第二種方式。前一種方式由于線路風(fēng)擺,易使合
9、成絕緣子受損,曾發(fā)生過脆斷、炸裂的事故,目前已屬淘汰的結(jié)構(gòu)。而后一種方式的間隙使避雷器本體平時不帶電,獨特的羊角電極充分考慮了風(fēng)擺的影響,同時在重冰區(qū)不利于結(jié)冰,因而是目前最好的間隙結(jié)構(gòu),日本66 kV線路所用的間隙結(jié)構(gòu)形式也是這種。3.2關(guān)于脫離器的應(yīng)用在10、35 kV的線路中,線路避雷器采用了脫離器的結(jié)構(gòu)。由于10、35 kV屬于中性點不接地系統(tǒng)(又稱小電流接地系統(tǒng)),如果發(fā)生單相接地故障,接地電流將不會很大,一般在幾安培至幾十安培之間,故障發(fā)生后線路不跳閘。由于10、35 kV線路避雷器是不帶串聯(lián)間隙的(絕緣配合很難保證),萬一線路避雷器本體出現(xiàn)故障,造成相對地短路,如果線路上掛有多組
10、避雷器,將不易判別故障點,并對系統(tǒng)的安全運行造成影響。采用串聯(lián)脫離器就可解決這一難題。熱爆式脫離器采用了熱爆原理,當(dāng)避雷器的故障電流通過脫離器并達(dá)到一定值時,內(nèi)部產(chǎn)生熱能,迅速引爆特制炸藥,實現(xiàn)避雷器與接地點的脫離,從而避免發(fā)生接地短路的事故。IEEEC62配電避雷器脫離器要求作了具體的規(guī)定。目前國外電網(wǎng)已大量使用,國內(nèi)電網(wǎng)的使用也日趨成熟。3.3關(guān)于線路避雷器安裝選點的建議為了充分利用有限的資金獲得較好的效果,根據(jù)線路遭受雷擊的特點,建議線路避雷器安裝在以下位置:山區(qū)線路易擊段易擊桿塔,或線路桿塔接地電阻大而降低困難的桿塔;大跨越桿塔,如過江桿塔等;未全線架設(shè)架空地線的線路,如35 kV線路及其T接點;變電站熱備用開關(guān)需保護(hù)開關(guān)斷口地方。3.4關(guān)于線路避雷器的維護(hù)由于這種線路避雷器的生產(chǎn)工藝和結(jié)構(gòu)形式,投運的維護(hù)工作可以采用以下方法:結(jié)合線路巡線工作,由線路巡線工人觀察并記錄線路避雷器的計數(shù)器的動作情況(計數(shù)器安裝朝下),巡線工人可以用望遠(yuǎn)鏡看到計數(shù)器動作
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