摘要:長期以來,雷擊都是造成我局10kV線路跳閘及故障停電的主要原因。以往的防雷措施主要是憑借運行的人員的經(jīng)驗進行選點,只采用單一方式進行安裝,同時未考慮安裝現(xiàn)場的實際情況,造成的結(jié)果是年年做防雷措施,效果卻不十分明顯。本文擬從線路運行外部環(huán)境、防雷裝置的安裝方法、防雷裝置設計選型等幾方面入手,對10kV架空線路進行綜合防雷研究,減少10kV線路的雷擊跳閘率。
關鍵詞:10kV架空線路 綜合防雷 技術措施 運行環(huán)境
中圖分類號:TM862 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)09(c)-0072-01
10kV架空線路受絕緣水平低、供電半徑大、運行環(huán)境復雜且多未安裝架空地線等客觀因素的影響,發(fā)生雷擊(特別是感應雷)故障的發(fā)生幾率較35kV及以上線路為高。2011年,由于雷擊引起我局10kV公用線路跳閘重合不成功及故障停電共計44次,占總數(shù)的77.1%。而雷擊引發(fā)的設備故障,主要為避雷器爆裂、瓷瓶爆裂、導線(跳弓)斷裂等三方面,分別占所有雷擊引起的設備故障的46.2%、21.3%、20.5%。
長期以來,我局對于10kV架空線路的防雷工作十分重視,每年都安排專項資金開展防雷設施的安裝、整改工作。以往,我局開展的防雷設施的安裝、整改工作主要有線路避雷器安裝、防雷線夾安裝、接地電阻不合格地網(wǎng)整改、配變臺架避雷器輪換、更換絕緣子等。防雷裝置的安裝、整改地點,主要是根據(jù)上一年雷擊故障較多的線路及運行人員的經(jīng)驗進行選點,未能綜合考慮線路遭受雷擊的概率、線路的運行環(huán)境、防雷裝置的安裝數(shù)量及安裝方式等因素,這就造成了部分10kV線路年年做防雷措施,而雷擊故障率依然居高不下的現(xiàn)狀。為此,我局擬在2012年下半年,對造成線路發(fā)生雷擊故障的各類因素進行綜合考量,找出最為行之有效的措施,為2013年有針對性的開展10kV架空線路防雷整改工作打下良好的基礎。
1 找準雷擊高發(fā)線段,做到防雷措施有的放矢
(1)“廣東電網(wǎng)公司雷電定位系統(tǒng)”是確定雷擊范圍及雷擊強度的重要參考手段,目前已在主網(wǎng)廣泛使用??紤]到目前配網(wǎng)線路桿塔數(shù)據(jù)還未導入“雷電定位系統(tǒng)”,無法在系統(tǒng)中直接導出線路遭受雷擊的具體坐標。因此,擬采用逆向查詢方式,按照各供電所2008年以來各類雷擊故障發(fā)生的地點,從配網(wǎng)GIS系統(tǒng)中導出相關故障地點的坐標。同時,利用“雷電定位系統(tǒng)”中的特定時間段雷電查詢功能,找出故障地點附近區(qū)域落雷的密度及區(qū)域位置坐標,在10kV線路GIS地理圖上用不同顏色進行標注,從而確定雷擊多發(fā)線段。
(2)在一般情況下,架空線路雷擊故障與地面落雷密度正相關,但不是完全成正比的關系。這主要是由于線路走廊地形地貌對線路防雷影響較大。根據(jù)省電力科學院對2008年廣東地區(qū)雷擊造成架空線路跳閘進行統(tǒng)計,有76%的雷擊跳閘發(fā)生在山區(qū)或丘陵地區(qū)(其中約40.8%處于山頂、15.3%處于山腰);平原或潮濕地區(qū)、水陸交界發(fā)生雷擊跳閘的比例約為24%。由此可見,防雷設施整改工作的重點要放在山區(qū),其次是空曠、潮濕、水陸交界地區(qū)。
2 把好防雷措施的設計、選型關口,確保防雷措施好用、耐用
(1)我局以往的線路改造工程,主要從消缺、消除隱患、降低負載率等方面考慮,很少從線路防雷的角度進行考慮。今后,要從線路改造的前期現(xiàn)場勘察、設計開始,將線路改造與防雷結(jié)合起來,對線行的選址、線路的布線方式等方面進行綜合考慮,降低雷擊故障率。
(2)我局以往的線路避雷器全部按照三條導線安裝的形式,未考慮線路遭受雷擊的幾率及線路布線方式。雖然三相安裝線路避雷器對線路防雷水平的提高效果最好,但在實際應用中顯得不經(jīng)濟。我局10kV架空線路主要有水平、垂直、三角等三種布線方式。對于水平布線的架空線路,線路避雷器必須采用三相導線全部安裝的形式。而垂直及三角布線的架空線路,線路避雷器的安裝方式要結(jié)合落雷密度及土壤接地電阻率進行判斷。對處于強雷區(qū)、土壤接地電阻率較高地區(qū)或曾出現(xiàn)雷電繞擊的架空線路,要采用三相導線全部安裝的形式。對處于落雷密度不大、土壤接地電阻率較低地區(qū)架空線路,可采用桿頂相安裝方式,提高防雷的經(jīng)濟性。
我局以往的防雷線夾全部按照每基桿塔安裝的形式,未考慮經(jīng)濟性的因素。今后,要充分考慮防雷線夾安裝地點的落雷密度。在落雷密度不大的地區(qū)可考慮隔基安裝的形式,提高防雷的經(jīng)濟性。同時,考慮到防雷線夾無法在耐張桿塔安裝的特點,可以在耐張桿塔安裝線路避雷器,將雷電能量通過工頻電弧燃燒及對避雷器地放電兩種方式共同釋放,從而降低雷電危害。
(3)近來年,我局頻頻出現(xiàn)避雷器擊穿或爆裂,造成10kV線路單相接地或重合不成功的情況。據(jù)分析,多數(shù)發(fā)生爆裂的避雷器為河北沈三開電器制造有限公司2007年以前生產(chǎn)的產(chǎn)品。該類型避雷器2ms方波通流能力不足,造成避雷器在動作過程中因電流耐受能力差而造成損壞。為避免此類現(xiàn)象,今后在選型過程中,避雷器的2ms方波通流能力必須在100A以上、雷電流沖擊殘壓值不大于45kV、0.75倍直流1mA參考電壓下的泄露電流不大于50μA。同時,申購的避雷器必須要附帶脫離器,脫離器必須有有效和永久脫離的清晰標志,以期在故障巡視過程中,方便查找故障點。
(4)近年來,我局大量使用的P-15針式絕緣子由于耐雷水平低,經(jīng)常出現(xiàn)雷擊爆裂的情況。同時,我局以往都習慣使用BP線夾或纏繞接線方式,作為10kV線路的連接器,而以上方式都不是導線的最佳連接,容易造成導線連接不良,從而在線路遭受強大雷擊電流的沖擊時容易出現(xiàn)導線或跳弓斷裂的現(xiàn)象。為此,今后在基建、修理、業(yè)擴工程中的絕緣子設計選型過程中,不再使用針式絕緣子,改為使用耐雷水平較高的柱式絕緣子或瓷橫擔。不再采取BP線夾或纏繞接線方式進行導線連接,改為使用過流能力較好的C型線夾或安普線夾等進行導線連接。
3 合理布點、規(guī)范安裝、嚴格驗收,實現(xiàn)防雷裝置的效用最大化
(1)改變以往的全線或整條支線防雷整改的粗放型防雷模式,從實用性及經(jīng)濟的角度出發(fā),以雷擊多發(fā)線段作為重點進行防雷裝置布點。
(2)對于各種新型的防雷裝置,要主動聯(lián)系廠家對施工人員開展培訓,要使得每一位安裝人員都能夠熟練、規(guī)范的進行安裝。在現(xiàn)場安裝過程中,供電所運行人員、工作負責人要督促施工人員嚴格按照要求安裝圖紙進行施工。在驗收過程中,要嚴格執(zhí)行廣東電網(wǎng)公司的相關驗收規(guī)范進行,對驗收過程中發(fā)現(xiàn)的問題及時進行整改,確保工程質(zhì)量。
4 結(jié)語
10kV架空線路的雷擊故障,作為一個長期困擾我局的難題,要想在短期內(nèi)徹底解決是無法實現(xiàn)的。我局開展10kV架空線路防雷綜合研究,目的就是要充分利用現(xiàn)有的各種技術手段、綜合考慮各方面的因素,將雷電危害最小化,從而切實提高供電可靠性、降低運行人員的工作強度、提高我局的優(yōu)質(zhì)服務水平。