[摘 要]
本文介紹了線路避雷器防雷的基本原理、齊魯石化110kV電膠線線路防雷改造情況及改造后的效果。通過降低線路桿塔的接地電阻、將線路避雷器安裝在輸電線路的易擊段,可以提高線路的耐雷水平,從而減少雷擊對輸電線路的傷害。
[關鍵詞]線路避雷 桿塔接地 雷擊
1.引言近幾年來,由于環境條件的不斷劣化,雷擊引起的輸電線路跳閘故障也日益增多,不僅影響設備的正常運行,而且極大地影響了日常的生產、生活。2006年8月14日17:51,齊魯石化公司熱電廠110kV電膠線遭雷擊,造成該廠八臺發電機中的六臺機停機,整個齊魯乙烯裝置幾乎全停,損失巨大。雷擊已成為影響輸電線路安全可靠運行的最主要因素。
為了減少雷擊對輸電線路安全運行的影響,通常采取的防雷措施主要有:降低桿塔接地電阻、架設避雷線、提高線路絕緣水平、采用負角保護、加裝耦合地線等等。上世紀九十年代,電膠線由于多次遭雷擊,對接地電阻大的桿塔采用降阻劑降低電阻或對拐彎處桿塔及山頂的桿塔加裝負角保護等措施,雖然有了一定的效果,但時間一長,降阻劑失去效果,最終導致事故。
2007年,該廠對110kV電膠線防雷系統進行了綜合改造:加裝帶串聯間隙的線路避雷器,改造桿塔接地電阻。通過改造,經過2個雷雨季節的考驗取得了明顯的效果。2.線路避雷器防雷的基本原理對一般高度的桿塔,線路的耐雷水平主要與4個因素有關:線路絕緣子的50%放電電壓、有無架空地線、雷電流強度、桿塔的接地電阻。絕緣子的50%放電電壓是一定的,雷電流強度與地理位置和氣候條件相關,不裝避雷器時,提高輸電線路耐雷水平往往是采用架空地線、降低桿塔的接地電阻。
加裝避雷器以后,當輸電線路遭受雷擊時,雷電流的分流將發生變化,一部分雷電流從避雷線傳入相臨桿塔,一部分經塔體入地,當雷電流超過一定值后,避雷器動作加入分流。大部分的雷電流從避雷器流入導線,傳播到相臨桿塔。雷電流在流經避雷線和導線時,由于導線間的電磁感應作用,將分別在導線和避雷線上產生耦合分量。因為避雷器的分流遠遠大于從避雷線中分流的雷電流,這種分流的耦合作用將使導線電位提高,使導線和塔頂之間的電位差小于絕緣子串的閃絡電壓,絕緣子不會發生閃絡,因此,線路避雷器具有很好的鉗電位作用,這也是線路避雷器進行防雷的明顯特點。
3.線路避雷器安裝之前的準備工作線路避雷器主要是用于降低送電線路的雷擊跳閘率,而非限制操作過電壓,因此電膠線線路避雷器使用了帶串聯間隙的YH10CX-84/240型氧化鋅避雷器,并且,安裝之前做了充分的準備工作。
3.1按規定進行了交接電氣試驗
避雷器安裝投運前應進行規定的電氣試驗。測量其絕緣電阻、直流1mA下的電壓U1mA及電壓為75%U1mA下的泄漏電流,測量結果應與出廠數據比較無明顯變化,并應符合規程規定。表1為22只電膠線線路避雷器的出廠試驗和交接驗收試驗結果。其交接絕緣電阻均在100000MΩ以上。
表1 .22只電膠線線路避雷器的出廠試驗和交接驗收試驗結果
編號 | 01 | 02 | 03 | 04 | 05 | 06 | 07 | 08 | 09 | 10 | 11 | |
出廠試驗 | U1mA(kV) | 133 | 130 | 132 | 132 | 133 | 135 | 136 | 130 | 136 | 136 | 133 |
75%U1mA電流(mA) | 8 | 7 | 9 | 9 | 7 | 8 | 9 | 10 | 8 | 9 | 10 | |
交接試驗 | U1mA(kV) | 132 | 127 | 131 | 135 | 133 | 138 | 139 | 131 | 139 | 140 | 134 |
75%U1mA電流(mA) | 20 | 30 | 25 | 29 | 21 | 21 | 26 | 25 | 27 | 29 | 26 | |
編號 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | |
出廠試驗 | U1mA(kV) | 134 | 130 | 131 | 133 | 133 | 130 | 134 | 135 | 130 | 132 | 131 |
75%U1mA電流(mA) | 11 | 8 | 10 | 11 | 11 | 9 | 8 | 8 | 9 | 8 | 8 | |
交接試驗 | U1mA(kV) | 136 | 128 | 132 | 134 | 137 | 131 | 135 | 140 | 132 | 137 | 131 |
75%U1mA電流(mA) | 25 | 19 | 15 | 22 | 26 | 21 | 23 | 20 | 26 | 20 | 22 |
3.2安裝線路避雷器的定點原則 3.2.1線路途經的地形、地貌以及鄰近影響?,F場勘察線路經過的地段,特別對經過山頭、拐彎等地段的線路要重點分析,記錄有可能因地形、地貌條件而使線路桿塔遭受雷擊的地段,經過此路段的桿塔優先考慮。 3.2.2桿塔的接地電阻和相鄰桿塔檔距。根據線路投產時設計桿塔的接地電阻要求及實際接地電阻值,確定不符合接地電阻設計要求的桿塔并進行改造。 綜合以上因素分析,結合歷次雷擊情況及桿塔接地電阻,最終確定線路避雷器安裝在了#2桿塔(2只)、#8桿塔(3只)、#16桿塔(3只)、#17桿塔(3只)、#18桿塔(3只)、#19桿塔(3只)、#20桿塔(3只)、#31桿塔(2只)。4.接地電阻改造110kV電膠線全長6.02km,共有32個桿塔,其中#8~#20桿塔分布在山上,其接地電阻相對較大。根據近幾年測量的結果,對其中的六個桿塔的接地系統進行改造。改造前后的情況如表2。 表2.110kV電膠線線路桿塔改造前后接地電阻阻值
#8 | #16 | #17 | #18 | #19 | #20 | |
2005年測量結果 | 23.2 | 29.7 | 17.8 | 18.5 | 21.4 | 27.6 |
2007年改造后測量結果 | 2.4 | 2.13 | 2.87 | 3.47 | 4.63 | 1.27 |
2008年復測 | 3.46 | 4.82 | 5.03 | 4.90 | 5.20 | 5.18 |
接地系統改造時,接地網水平環行敷設,材料為60×60mm熱浸鋅扁鋼,深度0.6~0.m;每個接地極采用垂直防腐離子降阻接地極,敷設深度為0.8m;水平接地網與垂直接地極采用焊接方式,四面焊接并做防腐處理。接地系統與線路桿塔的連接采用螺栓連接,且螺栓不少于兩個,連接點數量根據塔型確定。
6.結束語齊魯石化熱電廠用線路氧化鋅避雷器防止線路遭雷擊取得了初步效果,裝設線路避雷器的電膠線未發生雷擊跳閘,以此進一步探討應用接地系統改造及安裝線路避雷器防雷工作的運行經驗,便于今后在整個公司推廣應用。線路避雷器安裝時應注意的問題有: ①選擇多雷區且易遭雷擊的輸電線路桿塔,最好在兩側相臨桿塔上同時安裝。 ②垂直排列的線路可只裝上下兩相。 ③安裝時盡量不使避雷器受力,并注意保持足夠的安全距離。 ④避雷器應順桿塔單獨敷設接地線,其截面不小于25mm2,盡量減小接地電阻的影響。 投運后要進行必要的維護工作有: ①結合停電定期測量絕緣電阻,與歷年結果不應明顯變化。 ②檢查并記錄計數器的動作情況。 ③對其緊固件進行擰緊,防止松動。 ④五年拆回,進行一次直流1mA下的參考電壓U1mA及75%U1mA下泄漏電流的測量。