輸電線路塔頭不平衡絕緣分析

邢明

【摘 要】由于不平衡絕緣的選用不當，輸電線路塔會因為這種現(xiàn)象的發(fā)生而引發(fā)跳閘和受雷擊的事故，為了降低這種事故的發(fā)生，本文針對同塔雙回架空輸電線路的不平衡絕緣問題作出了分析，以及結(jié)合理論、經(jīng)驗提出解決這種現(xiàn)象的一些建議。

【關鍵詞】輸電線路塔；不平衡絕緣；分析；相關建議

隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，人口密度越來越大，可以用土地資源嚴重缺乏，因此很多輸電塔采用多回或是雙回的共塔架設結(jié)構(gòu)，而在這樣的架構(gòu)中，很多輸電線路的的電源來自于同一個變電站，而輸電線路的密布區(qū)一般在城市中，因此在輸電塔中的不平衡絕緣選用不當，會導致事故的發(fā)生。

1.選用不平衡絕緣度的計算

輸電塔的不平衡絕緣度的計算，其目的是為了最大避免輸電線路遭到雷擊，有效提高輸電塔的避雷能力。因此，在不平衡絕緣度計算的過程中，要從接地電阻方面上進行考慮，考慮瞬間工頻電壓影響的兩回線路的絕緣水平差大于不同回路不同相絕緣子上的最大雷電壓差的情況，在向城市供電的線路上尤其要加強絕緣措施。如果只有一回線路遭受到雷擊，那么應及時采取措施保護另一回線路，及時避免跳閘現(xiàn)象的發(fā)生產(chǎn)生供電中斷。在采用措施的時候，要考慮到耦合系數(shù)與絕緣水平差高于最大雷電壓差的情況，有效保證輸電線路的正常工作。

2.不平衡絕緣的作用

不平衡絕緣的作用有多種，大致可以分為兩個方面：第一是增強提高輸電的防雷水平和防污水平，起到保護線路的作用。由于水污或是其他自然污物也會影響到線路的輸電能力，因此不平衡絕緣要具備防雷和防污的雙重作用，防雷防污的具體操作是在雙回線路或多回線路上加入絕緣子，通過加入絕緣子的方式降低線路跳閘的概率，同時在降低跳閘概率是也可以增大爬電比距，而且加入絕緣子的方式是一種比較穩(wěn)妥的措施，為線路的輸電保障上起到了良好的作用；第二，降低雙回或是多回線路同時跳閘現(xiàn)象，線路同時跳閘的情況對電力輸送工作產(chǎn)生很大影響，因此不平衡絕緣可以有效降低這種現(xiàn)象的發(fā)生；據(jù)相關資料表明：110KV線路桿塔它的接地電阻通常在二十歐姆以下，因此它的呼高高度每增加三米，遭受的雷擊引發(fā)的跳閘率就會隨之增加一次；由此我們可見，輸電線路的高度增大會引發(fā)雷擊跳閘率的增大，由于雙回線路比單回線路排列線路高，因此雙回線路塔比單回線路塔遭受雷擊的概率更大，所以雙回線路或是多回線路更容易遭受雷擊，故因?qū)χ哟蟊芾状胧┝Χ?。針對雙回線路這種情況，我們可以在雙回線路的一條線路中加入兩片絕緣子，另一條線路則保持不變，通過這樣的方式，雷擊在桿塔時，沒有加入絕緣子的線路由于抗雷擊能力弱，會先出現(xiàn)線路閃絡的情況，閃絡現(xiàn)象發(fā)生后的線路又相當于變成了地線，從而增強了加入絕緣子線路中的耦合作用。這樣的方式運用，不僅提高了雙回線路的抗雷擊能力，也有效避免了跳閘情況的發(fā)生，從而保證供電工作的正常運轉(zhuǎn)。

3.不平衡絕緣的配置

通過上面的分析我們可以知道，豎塔的高度越高，遭受雷擊率越高，當雷電擊中在避雷的線路上時，雷電所產(chǎn)生的巨大電流會在塔的橫向和豎向中引發(fā)電壓降的出現(xiàn)，再者，雷電反射波對雷電過電壓的升高抑制作用會隨之減弱，由于輸電塔中的絕緣子分布并不是很均勻，上下層的導線絕緣子之間會存在過電壓相差較大的情況。而且由于導線接地電阻的不同，也會使絕緣子電壓差發(fā)生變化，接地導線的電阻或者地表的絕緣度越大，那么導線泄放出來的雷電電流量會隨之減弱，再加之由于雷電的反射波會對線路電壓起到抑制作用會相對減小，故而輸電線路上不同位置的絕緣子電壓差距也會縮短。

輸電線路塔的高度，我們不僅要考慮到不同位置的部署，也要考慮到線路中絕緣子串在受到雷擊的時候，雷電電壓在不同線路位置上電壓大小不同問題，故此應在不同高度、不同位置上的線路，要采用不同的絕緣配置，在雙回電路的上層位置，可以使用平衡高絕緣的配置防止其受到雷擊電壓過高而產(chǎn)生損壞的問題，可以使用31片的絕緣子來防御雷擊。在下層的雙回線路中，可以通過實際情況的計算，按照計算所得的數(shù)據(jù)去布置絕緣子片數(shù)。計算的同時我們可以參考相關文獻，比如《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》；上面描述了對絕緣子片數(shù)的布置情況，針對500KV線路，最低限制為25片絕緣子部署，這25片絕緣子的部署是根據(jù)文獻中的相交法計算而出，其閃絡電壓大致在1700KV左右；一般規(guī)格下的500KV、25絕緣子部署線路中，它的接地電阻大致在7到15歐姆左右，如果接地電阻在這個范圍的最高值，其線路中有四處絕緣子串承受雷擊電壓達到1808KV左右，而26絕緣子部署的線路中，它的閃絡電壓大致也在1800KV左右，從而可以看出增大導線接地電阻，也能起到和增加絕緣子部署一樣的承受電壓作用。

因此，絕緣子片數(shù)的增加，就增加了抗雷擊的能力，也可以達到相對地降低輸電塔高度的目的，但是超過計算地盲目增加絕緣子片數(shù)，也無法達到提升抗擊雷電水平的效果，故而要全方面考慮、精確計算，在保證輸電線路的耐雷水平的前提下，盡可能減少絕緣子的多余的片數(shù)，從而達到節(jié)省線路成本的目的，也為供電工作的進行提供了保障。

4.絕緣子的選擇

針對不同地域情況，要選用不同類型的絕緣子，就目前我國的輸電線路絕緣子方面的選擇而言，大致分為三類：棒式復合絕緣子、鋼化玻璃盤式絕緣子以及瓷質(zhì)盤式絕緣子。當然，除了這三大類的絕緣子，也存在有其他復合材料組成的絕緣子，比如棒式瓷絕緣子，這種絕緣子具有電氣難以擊穿、抗污性能高、使用塔上高部位置等特點，但是這種絕緣子在我國的研制晚，處于試驗狀態(tài)，為了保證供電的安全和正常，尚未被廣泛運用。

針對不同地地域的環(huán)境污染情況，可以采用針對性的絕緣子應用，對于輕度被污染的區(qū)域可以采用雙傘型懸式絕緣子，針對中等被污染的區(qū)域采用三傘型懸式絕緣子，重度污染區(qū)可用復合絕緣子，通過絕緣子合理運用達到更好的耐雷防污的效果。

5.結(jié)語

輸電線路塔是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是保持整個城市電力正常運轉(zhuǎn)的基本建設，然而輸電線路塔暴露在外部環(huán)境中，會受到大氣污染、降雨腐蝕、雷擊等問題導致自身可能無法正常運轉(zhuǎn)。特別是架空輸電線路，會經(jīng)高山、丘陵等地段，不僅遭受雷擊的概率偏大，而且維修人員也無法及時迅速地奔赴現(xiàn)場維修。因此在輸電線路的結(jié)構(gòu)部署中，我們應認真考究自然中各種因素對其的影響，針對耐雷的功能上仔細研究，通過對絕緣子的有效合理運用，加大輸電線路的抗雷防污能力，把自然因素對輸電線路的影響減小到最低。而且在絕緣子的應用上不僅要時刻注意優(yōu)化配置，及時提升功能效應，也要在其技術研究上進一步加大力度，進一步增加了線路塔的防雷能力，也為我國的電力輸送工作發(fā)展作出貢獻。

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