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2010-03-24 11:06 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
電力生產(chǎn)的實(shí)際運行經(jīng)驗表明,雷害引起的事故約占總事故的30%以上。在電力系統故障統計中,架空送電線(xiàn)路雷擊故障所占比例一直居高不下,成為困擾安全供電的一個(gè)普遍難題。
1 架空送電線(xiàn)路現行防雷保護現狀及評價(jià)
目前,架空送電線(xiàn)路仍采用“堵塞”型的防雷保護思想,所采取的保護措施有:架設避雷線(xiàn),降低桿塔接地電阻,加強絕緣,采用不平衡絕緣,架設耦合地線(xiàn),安裝線(xiàn)路型避雷器等。這些防雷保護措施均有其優(yōu)缺點(diǎn):架設避雷線(xiàn)對減少雷電繞擊導線(xiàn)的概率和提高反擊耐雷水平有非常重要的作用,但無(wú)法完全避免繞擊或側擊;降低桿塔接地電阻對減少雷擊反擊跳閘率有決定性作用,但超過(guò)耐雷水平的雷電流仍將引起線(xiàn)路跳閘,且高土壤電阻率地區難以降阻;加強絕緣受桿塔尺寸及投資的限制,無(wú)法理想地降低雷擊跳閘率;安裝線(xiàn)路型避雷器,保護效果極佳,但由于投資巨大、重量重、安裝拆卸運輸不便、預試不確定因素等原因,難以大面積采用,圖1為現行的防雷措施效果比較。
由于線(xiàn)路雷擊跳閘率是考核電網(wǎng)安全運行的重要指標,“堵塞”型防雷保護的核心思想是盡可能地提高線(xiàn)路的耐雷水平,減少雷擊跳閘率。這種方式在電源點(diǎn)少、電網(wǎng)網(wǎng)架較薄弱的情況下是合適的,但“堵塞”型雷擊閃絡(luò )意味著(zhù)需要巨額投資,且技術(shù)上難以實(shí)施。從幾十年的運行經(jīng)驗看,“堵塞”型防雷保護確實(shí)發(fā)揮著(zhù)巨大作用,但架空送電線(xiàn)路仍存在一定的雷擊跳閘率和事故率,部分地區還相當高,雷擊閃絡(luò )造成了大量絕緣子損壞。
2 架空送電線(xiàn)路采用“疏導”型思想的防雷保護
2.1“疏導”型思想的防雷保護
隨著(zhù)電網(wǎng)規模的不斷壯大,雷擊架空送電線(xiàn)路的概率不斷增加,進(jìn)一步研究經(jīng)濟實(shí)用的、新型的線(xiàn)路防雷保護措施是很有必要的。目前,變電站已大量使用性能極好、重合閘成功率極高的SF6開(kāi)關(guān),不應再過(guò)分強調線(xiàn)路雷擊跳閘率。“疏導”型思想的防雷保護方式,其核心是允許線(xiàn)路的雷擊跳閘率有少許增加,將雷電流疏導出去,保護絕緣子不被損壞,避免雷擊事故發(fā)生,達到“不少送電”這一最終目的。
2.2絕緣子并聯(lián)間隙防雷保護的可行性
日本、德國、法國等國家從20世紀60年代已開(kāi)始研究在架空送電線(xiàn)路上使用并聯(lián)放電間隙,并積累了豐富的技術(shù)資料和運行經(jīng)驗,現在幾乎所有的絕緣子串上都安裝有形狀各異的放電間隙。在中國,架空送電線(xiàn)路上幾乎看不到間隙防雷保護裝置,其原因在于:
a)早期的電網(wǎng)網(wǎng)架薄弱、油開(kāi)關(guān)性能差,每次開(kāi)斷故障電流對電網(wǎng)和設備的影響較大,故要求盡可能降低線(xiàn)路跳閘率,減少開(kāi)關(guān)動(dòng)作次數,防雷保護以“堵塞”型方式為主;
b)防雷思想保守。隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步,變電站大量使用SF6開(kāi)關(guān),其性能已大大提高,可頻繁動(dòng)作。
c)電網(wǎng)不斷發(fā)展,網(wǎng)架結構越來(lái)越強,普遍使用重合閘裝置,某一條線(xiàn)路瞬間跳閘對供電可靠性影響不大。
因此,借鑒國外的研究成果及運行經(jīng)驗,結合中國電網(wǎng)的實(shí)際情況,研究和實(shí)施在絕緣子串上安裝間隙裝置這一“疏導型”防雷保護方式是可行的。
2.3絕緣子并聯(lián)間隙防雷保護的設想和預期目標
在方法上,采用間隙裝置并聯(lián)于絕緣子串上,使雷擊沿間隙閃絡(luò ),并轉移、疏導工頻電弧弧根離開(kāi)絕緣子端部金具,保護絕緣子不被損壞,重合閘能夠成功,從而使雷擊閃絡(luò )成為瞬時(shí)故障,保證電網(wǎng)正常供電。這樣做的代價(jià)是跳閘率可能有所增加,但事故率會(huì )極大降低,盡量滿(mǎn)足“不少送電”這一目標。
2.4絕緣子并聯(lián)間隙裝置的優(yōu)缺點(diǎn)
絕緣子并聯(lián)間隙裝置的優(yōu)點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單、安裝方便、價(jià)格低廉,保護絕緣子免于電弧燒傷;缺點(diǎn)是造成線(xiàn)路耐雷水平降低少許。在經(jīng)濟和技術(shù)條件允許情況下,可增加絕緣子串長(cháng)度以增加間隙距離、提高耐雷水平。
2.5絕緣子并聯(lián)間隙裝置的研制工作
廣州電力工業(yè)局、佛山電力工業(yè)局與中國電力科學(xué)研究院合作,對絕緣子并聯(lián)間隙裝置進(jìn)行了初步的研究和開(kāi)發(fā),通過(guò)設計制作,電場(chǎng)強度計算,雷擊跳閘率計算,雷電沖擊試驗、工頻電弧試驗幾個(gè)方面的工作,目前,該項研究已取得重大進(jìn)展,合成絕緣子并聯(lián)間隙的初步研制工作已完成,見(jiàn)圖2所示,并準備在廣州電力工業(yè)局試掛網(wǎng)運行。此外,工頻電弧試驗表明,并聯(lián)間隙裝置在污閃的情況下,亦能保護絕緣子。
3 結束語(yǔ)
推出架空送電線(xiàn)路采用“疏導”型思想的防雷保護方法,并不代表淘汰“堵塞”型思想的防雷保護。目前國際上認為“疏導”型思想的防雷保護與“堵塞”型思想的防雷保護方法仍然同等重要,若結合中國國情,把“堵塞”、“疏導”型兩種思想的防雷保護方法很好地結合起來(lái),因地制宜地應用,并將“疏導型”思想的防雷保護措施作為基本的防雷保護措施之一加以推廣應用,送電線(xiàn)路防雷保護工作將邁上一個(gè)新臺階。
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