國網(wǎng)北京電力檢修分公司 張志剛 張國春 饒衛(wèi)申 劉建濤 趙曉峰 胡京川
架空輸電線路雷擊掉閘分析
國網(wǎng)北京電力檢修分公司 張志剛 張國春 饒衛(wèi)申 劉建濤 趙曉峰 胡京川
本文通過對1992-2009年輸電公司線路雷擊掉閘進行統(tǒng)計分析,進行對比研究,找出了這一時間段區(qū)間雷擊掉閘的主要規(guī)律,并針對跳閘規(guī)律制定了雷擊掉閘防雷綜合整治措施。本文通過詳細數(shù)據(jù)對比分析,找出規(guī)律,制定了可行的安全管理防范措施,對行業(yè)管理有較好的借鑒參考意義。
雷擊;掉閘;防雷措施
從有雷擊記錄的1992年開始至2009年,輸電公司35kV-220kV雷擊掉閘共203次,統(tǒng)計數(shù)據(jù)如下:
表1 按電壓等級統(tǒng)計雷擊數(shù)據(jù)
從表1雷擊統(tǒng)計分析可以看出,35kV、110KV線路是北京電網(wǎng)防雷薄弱點,絕緣強度最低,雷害嚴重。
表2 雷擊后是否重合成功統(tǒng)計數(shù)據(jù)
從統(tǒng)計表2可以看出,雷擊掉閘重合成功率很高,203次掉閘中,185次重合發(fā)出,占91%。
從圖1走勢圖可以清晰看出,歷年雷擊掉閘次數(shù)在反復中上升,1997至2002年雷擊掉閘呈下降趨勢,從2003年開始,雷擊掉閘開始上升,至2007年達到了23次,2007年至2009年呈下降趨勢。
從柱狀圖2可以清晰看出,北京電網(wǎng)輸電線路的雷擊掉閘主要發(fā)生在6-9月份占91%。另外,7、8月份是雷擊活動最為頻繁的月份,7月份雷擊掉閘達到了59次,8月份雷擊掉閘達到了58次,兩個月占總數(shù)的57%。
2009年220千伏雷擊掉閘共有6次,重合成功率100%,與08年雷擊跳閘次數(shù)持平,比07年下降5次。
近3年來,220KV線路雷擊掉閘以繞擊為主,共21次,占全部220KV雷擊掉閘91%。
圖1 1992年-2009年雷擊掉閘次數(shù)走勢圖
圖2 1992年-2009年雷擊掉閘月份分布圖
2009年110千伏雷擊掉閘共有8次,重合成功率為75%,掉閘的8次中有1次為防雷并聯(lián)間隙發(fā)揮作用,線路掉閘,間隙起到了保護絕緣子的作用,絕緣子未受損傷。
表3 輸電公司07-09年雷擊掉閘情況
表4 07-09年雷擊類型統(tǒng)計表
近3年來,110KV雷擊掉閘繞擊反擊比重趨于一致,繞擊16次占59%,反擊11次占41%。
2009年雷擊共有3次,重合成功率100%。掉閘3次中有2次為防雷并聯(lián)間隙起作用掉閘,并聯(lián)間隙發(fā)揮作用保護了絕緣子,絕緣子未受損傷。
近3年來,35KV雷擊掉閘均為相間故障,均為反擊。
08年、09年輸電公司分兩年進行防雷綜合整治,兩年共安裝了812支避雷器、降阻3326基,安裝了避雷器的桿塔均未發(fā)生雷擊。輸電公司管轄線路,雷擊掉閘近3年逐年減少表明08年、09年防雷工作的措施得當。
從表5中數(shù)據(jù)可以看出,220KV雷擊掉閘中合成絕緣子閃絡占三分之二。另外,隨著狀態(tài)檢修的推廣,合成絕緣子的應用范圍會逐年加大。合成絕緣子本身搞雷擊水平要低于瓷絕緣子和玻璃絕緣子,建議加強對合成絕緣子防雷間隙的研究與應用。
從表6中統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出,雷擊地形平原居多共15次占88%,這一方面與北京地區(qū)今年的雷電活動主要集中于平原有關,另一方面也與08、09年防雷整治中山區(qū)易雷擊段均安裝了避雷有很大的關系。
從表7中統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出,昌平、海淀、大興、延慶、懷柔、密云、順義七個地區(qū)雷電活動較為活躍,尤其是海淀區(qū)、延慶,雷擊次數(shù)共達到7次。
從表8中統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出:北京今年的雷擊月份主要發(fā)生在6-9月,6月份為今年雷電活動最為活躍時期,雷擊次數(shù)達到6次,達到35.3%,6月份的掉閘全部集中在6月16日10:00-12:00北京地區(qū)強雷暴災害時段。
建議輸電公司加強對強雷暴災害的應急預警、搶修工作,增快大面積雷害的搶修速度,加強帶電更換絕緣子技術的研究,爭取做到北京電網(wǎng)輸電線路各種桿塔的絕緣子都能帶電更換。
4.1.1 35KV線路安裝并聯(lián)放電間隙:對于未安裝絕緣子并聯(lián)放電間隙的35kV線路,繼續(xù)考慮有計劃分期分批全線加裝絕緣子并聯(lián)放電間隙。2010年考慮對遭過雷擊的35KV線路全線加裝并聯(lián)間隙。
4.1.2 35-220KV線路試用合成絕緣子并聯(lián)間隙。選擇部分線路試用合成絕緣子并聯(lián)間隙,加強合成絕緣子的耐雷水平研究。
符合以下原則的輸電線路桿塔,結合運行經(jīng)驗、桿塔類型、環(huán)境條件等因素進行綜合論證,考慮加裝線路避雷器:
4.2.1 雷擊跳閘過1次及以上的220千伏線路,遭受雷擊的桿塔前后各2基共5基桿塔,考慮三相安裝線路避雷器。
4.2.2 雷擊跳閘過1次及以上的110千伏線路,遭受雷擊的桿塔及前后各1基共3基桿塔,考慮三相安裝線路避雷器。
表5 2009年雷擊掉閘按絕緣子類型分
表6 2009年雷擊掉閘按地形分
表7 2009年雷擊掉閘按地區(qū)分
表8 2009年雷擊掉閘按月份分
4.2.3 雷擊跳閘過2次及以上的35千伏線路,遭受雷擊的桿塔及前后各1基共3基桿塔,考慮三相安裝線路避雷器。
4.2.4 對于09年防雷降阻未成功的易雷擊地區(qū)桿塔加裝避雷器。
另外:安裝避雷器工作輸電公司已進行了2年,2010年再安裝一批后,不建議以后再集中安裝(新線路除外),2011年以后的避雷器安裝點的選擇應先進行現(xiàn)場實地考察,如運行經(jīng)驗與現(xiàn)場分析均表明需要安裝的桿塔才進行安裝。
4.3.1 做好輸電線路桿塔接地電阻的測量工作
對2007~2009年輸電線路防雷綜合整治范圍內(nèi)的桿塔接地電阻進行抽測(每條線路抽測桿塔數(shù)量≥3%),并重點對下列輸電線路桿塔接地電阻進行普測:
(1)2009年新投運的輸電線路的所有桿塔;
(2)同塔同方向輸電線路的所有桿塔;
(3)2009年發(fā)生雷擊故障輸電線路的所有桿塔;
(4)加裝避雷器的輸電線路桿塔;
(5)加裝防雷放電間隙的輸電線路的所有桿塔;
(6)2007~2009年接地電阻普測中未達標的輸電線路桿塔。
4.3.2 桿塔接地改造后,接地電阻應達到的標準:
山區(qū)地基為巖石的桿塔,接地電阻不大于15Ω,其它桿塔接地電阻不大于7Ω。
(1)對于山區(qū)及易雷擊地區(qū)的舊35KV線路申請逐年改造,按照全線架設避雷線和7片絕緣子進行建設。對于新建的地處山區(qū)及易雷擊地區(qū)的舊35KV線路按照全線架設避雷線和7片絕緣子進行建設。
(2)對于山區(qū)及易雷擊地區(qū)的110KV、220KV輸電線路適當加強絕緣配置,110KV按照10片絕緣子、220KV按照17片絕緣子進行配置。
對于新建山區(qū)及易雷擊地區(qū)輸電線路考慮設計時采用零度保護角或負保護角。
(1)對于雷電活動強度非常大的地區(qū),考慮繼續(xù)在塔頭安裝可控避雷針;
(2)對于反復受到繞擊的接地電阻達標的桿塔段落,考慮在橫擔及塔頭、架空地線小批量試用防繞擊側針,但不宜大批量安裝。