電力運行安全,配電網(wǎng)的安全運行論文

　　針對2005年雷電地點較為集中,雷擊傷害程度大、時間長、雨量大的特點,統(tǒng)計了35 kV架空線路發(fā)生的故障率比往年高,損壞的程度比往年嚴重,通過對雷害的分析,提出了35 kV架空線路防雷的措施,達到減少架空線路雷擊跳閘事故的目的,保證線路的安全運行和對用戶不間斷地供電。

　　1 35 kV線路現(xiàn)狀

　　南京供電公司共有35 kV線路39條,線路長度約350 km,半數(shù)以上的線路處于丘林地帶的小山區(qū)和水網(wǎng)平坦地帶,線路起始兩端1~2 km的線路架設(shè)架空地線,線路中間絕大多數(shù)的線路長度無架空地線,桿塔采用金屬或混凝土。

　　2 35 kV線路雷擊統(tǒng)計

　　2005 年6月15日至8月4日共發(fā)生24起35 kV線路雷擊故障,重合成功17次;試送成功4次;設(shè)備故障3次。6月15日1:12分,35 kV八四線斷路器速斷動作,4#和5#頂線被雷擊而斷線,線路處于空曠地帶;7月30日15:08分,35 kV長蘆斷路器速斷保護動作,55#耐張塔頂線跳線被雷擊中斷開,頂線與一邊線合成絕緣子被雷擊,桿塔位于平地;8月4日20:09分,35 kV瓜埠線斷路器速斷保護動作,18#直線桿頂線(黃)、邊線(綠)被雷擊,頂線與一邊線防污瓷絕緣子被雷擊碎,頂線雷擊斷線,桿位于空曠地帶且地勢較高。

　　3 雷擊區(qū)和遭遇雷擊的線路

　　根據(jù)多年運行經(jīng)驗分析,架空線路故障一半以上是雷擊引起的,所以防止雷擊跳閘可大大降低架空線路的故障,進而降低電網(wǎng)中事故的發(fā)生頻率,確定雷擊區(qū)和易遭雷擊的線路及桿塔,便于針對性地做好防雷工作,確保線路的安全運行。

　　4 雷害的形式

　　為了防止雷擊電氣設(shè)備而發(fā)生事故,通過對雷擊區(qū)的確定,進而對35 kV線路采取針對性的防護措施,使其免受雷擊,或擊而不閃,閃而不弧,從而保證了電氣設(shè)備的安全和穩(wěn)定的供電。

　　雷擊造成的事故稱為雷害事故,雷擊引起線路閃絡(luò),一般有兩種形式。

　　4.1 反擊

　　雷電擊在桿塔或避雷線上,此時作用在線路絕緣上的電壓達到或超過其沖擊放電電壓,則發(fā)生自桿塔到導(dǎo)線的線路絕緣反擊。其電壓等于桿塔與導(dǎo)線間的電位差。雷擊桿塔時,最初幾乎全部電流都流經(jīng)桿塔及其接地裝置,隨著時間的增加,相鄰桿塔參與雷電流泄放入地的作用愈來愈大,從而使被擊桿塔電位降低。為此,要求提高 35 kV線路無架空地線的絕緣水平外,應(yīng)降低線路架空地線接地電阻。

　　4.2 繞擊

　　雷電直接擊在相線上。電擊的概率與雷電在架空線路上的定向和迎面先導(dǎo)的發(fā)展有關(guān),若迎面先導(dǎo)自導(dǎo)線向上發(fā)展,就將發(fā)生繞擊。一般與導(dǎo)線的數(shù)目和分布,鄰近線路的存在,導(dǎo)線在檔距中的弛度及其它幾何因素等都有關(guān)系。為此,要求加強線路絕緣、降低桿塔的接地電阻,重雷區(qū)的線路架設(shè)耦合地線等。

　　對于35 kV無架空地線的線路,雷擊概率很高。雷電流相當大時,則雷擊電壓過高,就近通過支持絕緣子對地放電,形成閃絡(luò),嚴重時引起線路斷線、絕緣子擊穿等故障。

　　5 雷害事故的判別及特征

　　5.1 容易遭受雷擊的地段的桿塔

　　·山頂?shù)母呶粭U塔或向陽半坡的高位桿塔;

　　·傍山又臨水域地段的桿塔;

　　·山谷迎風氣流口上的桿塔;

　　·處于兩種不同土壤電阻率的土壤接合部的桿塔。

　　5.2 根據(jù)雷害特點進行判別

　　反擊的特征:

　　·桿塔的耐雷水平很低時;

　　·接地電阻大,同一桿塔有多相閃絡(luò);

　　·閃絡(luò)桿塔在易受雷擊地區(qū),歷年落雷頻繁;

　　·相鄰的桿塔可能同時閃絡(luò)(但不同相)。

　　繞擊的特征:

　　·桿塔處于易受雷擊地區(qū),歷年落雷頻繁;

　　·桿塔的耐雷絕緣水平設(shè)計很高;

　　·接地電阻很小,同一桿塔發(fā)生多相閃絡(luò);

　　·一基桿塔或相鄰兩基桿塔的頂相或同一邊相閃絡(luò);

　　·山區(qū)較高的桿塔,相鄰兩基中相或邊相閃絡(luò)。

　　6 35 kV架空輸電線路的防雷保護

　　架空線路每年要經(jīng)受幾次到幾十次的雷擊,雷電擊中導(dǎo)線時,伴隨著很大的電流流過,在相導(dǎo)線上所產(chǎn)生的沖擊電壓會達到絕緣不能承受的高電壓。

　　35 kV中性點絕緣系統(tǒng)的線路常采用金屬或混凝土電桿,因為這些線路的絕緣強度很低,實際上任何一次擊中架空地線的雷電,都可以引起從地線到導(dǎo)線的反擊,故在這些線路上采用避雷線是不合適的,一般只在進出線兩端安裝一小段,對這些線路來說,最有效的提高耐雷水平的措施,是裝設(shè)避雷針、避雷器和保護間隙,雷區(qū)活動頻繁的線路,應(yīng)使用耦合架空地線。

　　架空線路雷害事故的形成通常要經(jīng)歷四個階段:架空線路受到雷電過電壓的作用;架空線路受到閃絡(luò);輸電線路從沖擊閃絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)榉�(wěn)定的工頻電壓;線路跳閘,供電中斷。針對雷害事故形成的四個階段,必須采取“四道防線”以可靠的防雷措施,保證線路供電安全。

　　保護線路導(dǎo)線不遭受直接雷擊。可采用避雷線、避雷針或?qū)⒓芸站�路改為電纜線路。

　　架設(shè)避雷線是架空線路防雷保護的最基本和最有效的措施。避雷線的主要作用是防止雷電直擊導(dǎo)線,同時還具有以下作用:①分流作用,以減小流經(jīng)桿塔的雷電流,從而降低塔頂電位;②通過對導(dǎo)線的耦合作用可以減小線路絕緣子的電壓;③對導(dǎo)線的屏蔽作用還可以降低導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓。

　　在無避雷線的線路段,且多雷區(qū)及易擊點或在山頂高位的桿塔,可在桿塔頂部裝設(shè)避雷針,作為防雷保護,但應(yīng)改善桿塔的接地。

　　避雷線受雷擊后不應(yīng)使線路絕緣發(fā)生閃絡(luò),需降低線路桿塔的接地電阻,或適當加強線路絕緣,對個別桿塔可使用避雷器,雷區(qū)活動頻繁的線路地段應(yīng)架設(shè)耦合架空地線。

　　降低線路桿塔的接地電阻,可利用:①增加接地極的埋深和數(shù)量;②外引接地線到附近的池塘河流中,裝設(shè)水下接地網(wǎng);③換用電阻率較低的土壤;④在接地極周圍施加降阻劑等辦法。

　　對于山頂上且高土壤電阻率無避雷線的桿塔和橫擔接地,并采用連續(xù)伸長接地體將每基桿塔的接地裝置連接起來的措施,如圖1所示,形成一條低電阻通道,可以防止桿塔頂部和桿塔附近的地面突出物的雷電場強發(fā)生畸變,即防止線路遭受雷擊,同時提高了線路桿塔的平均高度,減少了桿塔、避雷線等投資費用。

　　適當加強線路絕緣,及時更換線路的零值瓷絕緣子,對雷區(qū)的直線桿塔,在保證導(dǎo)線對地安全距離和對桿塔各部件空氣間隙的條件下,每相加一片絕緣子增加線路的絕緣,使線路能夠耐受感應(yīng)雷。

　　為防止雷電繞擊線路,對于雷區(qū)活動頻繁的線路地段應(yīng)架設(shè)耦合地線,即在35 kV線路原有避雷線的基礎(chǔ)上,在下層導(dǎo)線的下方3 m處架設(shè)一條架空地線,但要考慮到對地的安全距離,其目的是防止雷電繞擊線路,保證線路的正常運行。

　　線路絕緣受沖擊發(fā)生閃絡(luò)不能使線路轉(zhuǎn)變?yōu)閮上喽搪饭收?不導(dǎo)致跳閘,就是使輸電線路發(fā)生閃絡(luò)后,不建立穩(wěn)定的工頻電弧,或減少線路絕緣上的工頻電場強度。

　　采用自動重合閘裝置,或用雙回路供電,線路即使跳閘也不至于中斷供電。

　　對35 kV線路采用自動重合閘裝置,消除雷擊及其它引起的瞬間故障,是減少事故停電的一種措施,同時防止系統(tǒng)故障擴大。

　　35 kV及以上變電站和重要用戶的供電,應(yīng)采用雙回路供電方式,但雙回路線路應(yīng)采用不平衡的絕緣方式,即一條線路采用懸式絕緣子,另一條線路采用合成絕緣子,保證線路被雷擊或發(fā)生嚴重污閃事故后,不至于兩條線路同時停電,增加線路耐雷、耐污能力,確保供電的延續(xù)性。

　　7 結(jié)語

　　通過對雷電的觀察,主要是雷擊地點較為集中時,雷擊傷害程度大、時間長、雨量大,由于對線路做了大量的防洪、防雷的前期準備工作,所以在雷雨發(fā)生時,110 kV及以上線路未發(fā)生跳閘故障,但35 kV架空線路發(fā)生的故障比往年多,損壞的程度較往年嚴重,通過對雷害的分析,提出35 kV架空線路防雷的措施,不斷地總結(jié)35 kV架空線路和無避雷線的線路防雷經(jīng)驗,達到減少35 kV架空線路雷擊跳閘事故的目的,保證線路的安全運行和對用戶不間斷地供電。

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