王興虎

高山臺(tái)站電力供給系統(tǒng)優(yōu)化改造

王興虎

（作者單位：六盤(pán)山電視調(diào)頻轉(zhuǎn)播臺(tái)）

本文首先分析了高山臺(tái)站殊環(huán)境下對(duì)配電設(shè)備運(yùn)行安全影響因素，闡述了高海拔環(huán)境配電設(shè)備選用維護(hù)注意事項(xiàng)。列舉了電力供給系統(tǒng)實(shí)例。

高海拔；電力供給；配電設(shè)備；避雷設(shè)施；技術(shù)改造措施

1　高海拔環(huán)境對(duì)配電設(shè)備的影響

低壓配電系統(tǒng)海拔在2000 m以上，高壓配電系統(tǒng)海拔在1000 m以上的地區(qū)統(tǒng)稱(chēng)為高海拔地區(qū)。下面是高海拔地區(qū)環(huán)境的影響因素。

1.1氣壓的影響

試驗(yàn)表明，海拔每升高1000m，平均氣壓則降低7.7～10.5kPa，外絕緣強(qiáng)度降低8～13%；以空氣作為絕緣介質(zhì)柜內(nèi)各相導(dǎo)體間及對(duì)地電氣間隙擊穿電壓下降。

在不同海拔海拔高度，常用電壓等級(jí)凈距如表1（單位：mm）。

表1

通常情況下中壓開(kāi)關(guān)柜外形均應(yīng)增加以滿(mǎn)足空氣間隙的要求。如KYN28-12柜，在海拔1000m以下選用800mm寬柜型時(shí)，在海拔2000～3000m時(shí)必須選用1000mm寬柜型。當(dāng)開(kāi)關(guān)柜的外形尺寸受實(shí)際條件的限制無(wú)法增加時(shí)，應(yīng)采用復(fù)合絕緣，復(fù)合絕緣的空氣距離建議按表2選取。（單位：mm）

表2

1.2空氣溫度的影響

環(huán)境溫度對(duì)開(kāi)關(guān)柜中一、二次元器件（如斷路器等）的可靠性有一定的影響，必要時(shí)要經(jīng)過(guò)低溫試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證產(chǎn)品的性能。傳動(dòng)組件的潤(rùn)滑方式必須滿(mǎn)足低溫環(huán)境的要求。對(duì)于電纜、銅排等導(dǎo)體一般進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)可不考慮高海拔對(duì)溫升的影響。較大的溫度變化使環(huán)氧樹(shù)脂澆注的產(chǎn)品，如電流電壓互感器、絕緣件等容易變形、龜裂，密封結(jié)構(gòu)容易破裂。

1.3空氣濕度的影響

高、低壓成套開(kāi)關(guān)柜在濕度較高的環(huán)境中如果接觸到腐蝕性氣體會(huì)轉(zhuǎn)化為強(qiáng)酸，腐蝕開(kāi)關(guān)柜的電路部分，改變導(dǎo)線的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)，觸點(diǎn)的傳導(dǎo)性等，會(huì)使裸銅母線的顏色變化，母線接合點(diǎn)的導(dǎo)電率降低，從而導(dǎo)致過(guò)熱。如果是一次線路出現(xiàn)問(wèn)題，將出現(xiàn)溫升過(guò)熱，接地故障等事故；如果是二次線路出現(xiàn)問(wèn)題，出現(xiàn)誤分，誤合或拒動(dòng)作或誤報(bào)等等缺陷，直接影響產(chǎn)品的運(yùn)行功能，破壞供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)零件的腐蝕也會(huì)直接或間接影響產(chǎn)品的性能，尤其一些承擔(dān)動(dòng)熱穩(wěn)定性的應(yīng)力的結(jié)構(gòu)零件，如母線橫梁等，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠，最后影響成套開(kāi)關(guān)設(shè)備的性能，如耐受短路強(qiáng)度等等；柜體結(jié)構(gòu)緊固件的腐蝕也是常見(jiàn)現(xiàn)象，緊固件的腐蝕將直接影響到結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

2　高海拔環(huán)境配電設(shè)備選用維護(hù)注意事項(xiàng)

在配電產(chǎn)品設(shè)計(jì)及維護(hù)時(shí)必須考慮到以上環(huán)境因素對(duì)配電設(shè)備的影響。

第一，中壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的斷路器、電流互感器、穿墻套管、絕緣子、接地開(kāi)關(guān)等元器件選用時(shí)其外形尺寸必須按照海拔高度進(jìn)行修正，對(duì)于導(dǎo)體進(jìn)行外敷絕緣材料也必須滿(mǎn)足海拔高度要求，平時(shí)維護(hù)保養(yǎng)時(shí)特別注意絕緣件是否出現(xiàn)龜裂等現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)必須進(jìn)行維護(hù)和更換，導(dǎo)體若有發(fā)黑發(fā)藍(lán)現(xiàn)象一般都是導(dǎo)體搭接面接觸不良引起的過(guò)熱，需要時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)重點(diǎn)部位的溫升，尤其是母線與斷路器、母線與電纜連接處的溫升，因?yàn)橐坏┻@些地方溫升過(guò)高會(huì)導(dǎo)致絕緣老化而引起短路或斷路等嚴(yán)重事故。定時(shí)監(jiān)測(cè)中壓柜內(nèi)安裝的溫濕度控制器，防止柜內(nèi)出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。二次回路也要定期進(jìn)行巡查，以防止出現(xiàn)腐蝕導(dǎo)致的虛接及其它狀況發(fā)生。

第二，當(dāng)維護(hù)更換低壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的低壓電器產(chǎn)品時(shí)，一般需要降容使用，對(duì)于使用說(shuō)明書(shū)沒(méi)有高海拔降容說(shuō)明的低壓電器的額定電流值可以保持不變，對(duì)于連續(xù)工作的大發(fā)熱量電器，可適當(dāng)降低電源等級(jí)使用。對(duì)于在使用說(shuō)明書(shū)中有明確說(shuō)明的，按說(shuō)明書(shū)降容選用。更換維修低壓電器時(shí)，特別注意元器件的進(jìn)出線方向，否則易出現(xiàn)故障。

3　電力供給系統(tǒng)實(shí)例

六盤(pán)山電視調(diào)頻轉(zhuǎn)播臺(tái)的電力供給系統(tǒng)由10kV高壓外電線路、地埋10kV鎧裝電纜、變壓器室、低壓配電室、避雷網(wǎng)等設(shè)施組成。

3.110kV高壓外電線路、地埋10kV鎧裝電纜

六盤(pán)山電視調(diào)頻轉(zhuǎn)播臺(tái)建臺(tái)初期是由柴油發(fā)電機(jī)供電的，之后通過(guò)電力部門(mén)架設(shè)了三路10kV高壓供電線路，配備的額定容量35kVA的變壓器，線路維護(hù)由六盤(pán)山電視調(diào)頻轉(zhuǎn)播臺(tái)負(fù)責(zé)。由于高山臺(tái)站自然環(huán)境十分惡劣，風(fēng)雪冰雨特別是冬天的冰凌時(shí)常造成線路拉斷、桿基塌方、電線桿桿斜、橫擔(dān)移位、絕緣瓷瓶短路等現(xiàn)象。因此，維護(hù)人員借鑒供電部門(mén)的規(guī)定結(jié)合實(shí)際環(huán)境逐漸摸索出一套可行辦法：轉(zhuǎn)角桿、橫跨桿是雙桿，拉線外多內(nèi)少外緊內(nèi)松，有些桿基水泥澆筑保證基礎(chǔ)牢固，線路松緊適中，跌落保險(xiǎn)要防風(fēng)數(shù)量少，高壓線路用的線改用高強(qiáng)度的、帶絕緣護(hù)套的電纜線，保證森林防火的安全。地埋10kV鎧裝電纜按要求深度埋，要有保護(hù)電纜的套管和防雷措施以提高其安全性。

3.2變壓器室和低壓配電室

3條近千米10kV鎧裝電纜地埋引入變壓器室，經(jīng)高壓隔離開(kāi)關(guān)到變壓器，變壓器室更新安裝2臺(tái)變壓器，其容量為315kVA。經(jīng)變壓380V后兩路電源采用單母線分段接線，中間設(shè)自動(dòng)切換聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，互為備用，接至低壓配電室專(zhuān)用配電柜送給各發(fā)射設(shè)備及其他生活等用電。

3.3避雷設(shè)施

由于六盤(pán)山電視調(diào)頻轉(zhuǎn)播臺(tái)地處高山頂峰，地質(zhì)復(fù)雜雷擊現(xiàn)象特別嚴(yán)重，所以避雷設(shè)施就很重要。首先在雷電的防護(hù)中應(yīng)采取以下措施：①利用發(fā)射鐵塔地網(wǎng)盡可能擴(kuò)大保護(hù)范圍；②聯(lián)通接地網(wǎng)安全快速泄放雷電電流；③用避雷器進(jìn)行多級(jí)保護(hù)；④進(jìn)行等電位連接消除電位差。通常防雷接地的接地電阻是10Ω，實(shí)際有弱電設(shè)備的防雷都要求4Ω 或1Ω的接地電阻。六盤(pán)山臺(tái)的地理位置及環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，對(duì)其安全性及對(duì)環(huán)境的影響性要求嚴(yán)格，因此在設(shè)計(jì)及使用維護(hù)過(guò)程中需要采取相應(yīng)的措施，以滿(mǎn)足要求。綜合上述避雷網(wǎng)等設(shè)施按一類(lèi)防雷建筑物設(shè)置防雷系統(tǒng)接地電阻要求小于1Ω，實(shí)際測(cè)量是0.68Ω。

3.4配電系統(tǒng)

不論機(jī)房用電還是生活等用電，電力供給直接影響通信質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成播出中斷危及設(shè)備和人身安全。配電系統(tǒng)其實(shí)就是給各種發(fā)射設(shè)備的電力供應(yīng)分配系統(tǒng)由最初的簡(jiǎn)單散亂到現(xiàn)在的合理優(yōu)化布局，三相均流供電。配電系統(tǒng)的改進(jìn)要考慮到以下幾個(gè)原則：①充分考慮變壓器、母線排、線路和斷路器承受的負(fù)荷，不能過(guò)載運(yùn)行；②盡量三相負(fù)荷相當(dāng)均流供電，以免給供電系統(tǒng)帶來(lái)隱患；③杜絕負(fù)荷串聯(lián)式連接，杜絕連接點(diǎn)松動(dòng)打火燒設(shè)備；④供電電源有主路電流和備路電流供電，不使用繼電器控制開(kāi)關(guān)，使用閘刀控制開(kāi)關(guān)；⑤嚴(yán)禁隨意串接插銷(xiāo)板電源。綜合上述，按照廣電局62號(hào)令中對(duì)供電的要求，配電室于2014年進(jìn)行改擴(kuò)建工程，供配電采用三路10kV高壓供電線路，低壓兩路電源采用單母線分段接線，中間設(shè)自動(dòng)切換聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，互為備用。主要用電負(fù)荷為：電視、調(diào)頻發(fā)射機(jī)房、風(fēng)機(jī)房、微波機(jī)房、值班監(jiān)控室的設(shè)備用電為一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷，用主路供電電源；生活用電、應(yīng)急照明、供暖用電、其他設(shè)備等用電為一級(jí)負(fù)荷，用備路供電電源。一路電源停電另一路電源通過(guò)中間自動(dòng)切換聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)保證供電正常。

4　結(jié)語(yǔ)

從上面的論述中，得出下面幾點(diǎn)結(jié)論：①明白了特殊環(huán)境對(duì)配電設(shè)備運(yùn)行安全的影響因素；②必須改變?cè)小爸亍卑l(fā)射機(jī)改造，“輕”配電系統(tǒng)更新改造的思維，供電系統(tǒng)出問(wèn)題，所有機(jī)器都停播；③電力供給與保障由強(qiáng)電和弱電兩部分組成，二者都應(yīng)充分重視，不能厚此薄彼；④電力供給與保障離不開(kāi)定期檢測(cè)避雷設(shè)施的接地電阻，它關(guān)系到人員與設(shè)備的安全；⑤堅(jiān)持預(yù)防為主，平時(shí)定期按要求檢查，從細(xì)節(jié)處著手，常抓不懈，做到防患于未然，保證供電用電的安全。

王興虎，無(wú)線電高級(jí)工程師，從事廣播電視發(fā)射工作20多年，具有較豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。