輸電線路可調(diào)式過電壓防雷保護(hù)裝置的研究與應(yīng)用

徐艷聰

【摘要】本文著重結(jié)合輸電線路鐵塔的運(yùn)行環(huán)境，通過對(duì)受雷擊災(zāi)害嚴(yán)重的輸電線路進(jìn)行調(diào)研，研究分析了應(yīng)對(duì)輸電線路雷電災(zāi)害的技術(shù)措施，有效降低輸電線路受雷擊災(zāi)害的影響。

【關(guān)鍵詞】輸電線路；可調(diào)式過電壓；防雷保護(hù)裝置

作為煤礦生產(chǎn)供電部門，其安全供電直接影響著礦井的安全生產(chǎn)，因此提高供電的可靠性，確保安全生產(chǎn)是首要任務(wù)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用給我們的安全生產(chǎn)創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也是電力技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

一、線路運(yùn)行現(xiàn)狀概況分析

山西陽泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司發(fā)供電分公司所轄電網(wǎng)系統(tǒng)的主供電線路一般都分布在偏遠(yuǎn)山區(qū)，特別是電力線路不可避免要經(jīng)過山區(qū)、丘陵和河流地帶，而且由于采煤塌陷積水、私挖濫采礦井區(qū)域逐漸增加的實(shí)際情況，使得這些地帶的雷電活動(dòng)特別頻繁，對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響較大，因此作為雷電災(zāi)害頻繁的供電區(qū)域，電網(wǎng)系統(tǒng)的防雷工作尤為重要。

為確保供電系統(tǒng)安全穩(wěn)定供電，保證礦井安全生產(chǎn)，防止雷擊事故是電力單位技術(shù)研究的主要努力方向。為此，近年來我們主要對(duì)輸電線路防雷工作進(jìn)行調(diào)研和分析。我們重點(diǎn)針對(duì)以下環(huán)境的輸電線路進(jìn)行分析：一是線路布置在山上或跨越山谷，地形條件復(fù)雜，并容易產(chǎn)生畸變；二是線路運(yùn)行區(qū)域所處地勢(shì)高，雷電活動(dòng)相當(dāng)頻繁，易發(fā)生雷擊跳閘事故；三是桿塔所處位置地質(zhì)條件較差，土壤電阻率高，線路鐵塔接地電阻偏高；四是桿塔周圍土質(zhì)差，多屬巖石分布，導(dǎo)致鐵塔的接地極及接地引線銹蝕嚴(yán)重，甚至部分鐵塔接地極出現(xiàn)斷裂的情況等。

通過對(duì)輸電線路目前運(yùn)行現(xiàn)狀的調(diào)研和分析，公司重點(diǎn)研究降低輸電線路受雷擊災(zāi)害影響的技術(shù)，采取了一系列措施，以提高線路防雷水平，從而保證輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。雖然采取了線路鐵塔接地電阻、加裝線路避雷器裝置等措施，但是從近年來線路運(yùn)行情況看，仍存在雷擊跳閘事故的發(fā)生，給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成影響，對(duì)礦井安全生產(chǎn)構(gòu)成威脅。

綜上所述，都說明雷擊災(zāi)害對(duì)輸電線路的安全穩(wěn)定供電構(gòu)成了極大的威脅，因此防雷擊災(zāi)害是確保輸電線路安全供電首要工作。

二、線路可調(diào)式過電壓防雷保護(hù)裝置的研究與應(yīng)用

為減少和避免線路設(shè)備及變電站設(shè)備在遭受雷擊情況下，受損造成的事故。公司通過考察研究分析，針對(duì)輸電線路運(yùn)行現(xiàn)狀，對(duì)受雷擊災(zāi)害嚴(yán)重線路及時(shí)采取輸電線路防雷新技術(shù)，在線路上加裝可調(diào)式過電壓防雷保護(hù)裝置。

1.新技術(shù)應(yīng)用原理

可調(diào)式過電壓防雷保護(hù)裝置是為了防止線路絕緣子在雷擊時(shí)受到損傷，保護(hù)絕緣子。因?yàn)樵诶纂娺^電壓發(fā)生時(shí)，雷電流和其隨后的工頻續(xù)流不流過絕緣子表面。如果雷電流或工頻續(xù)流流過絕緣子表面時(shí)，或多或少都會(huì)使絕緣子受到損傷，且由于是固體和氣體交界面的絕緣結(jié)構(gòu)，受絕緣子表面污穢的影響和電場畸變的影響不利于電弧的熄滅，即雷電建弧率高，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使絕緣子完全破壞。而在絕緣子串兩端并聯(lián)一鍍銅可調(diào)球型間隙，使間隙的沖擊放電電壓略低于絕緣子串的雷擊放電電壓，在雷擊線路時(shí)閃絡(luò)時(shí)，通過并聯(lián)間隙引弧角把電弧引到該間隙處，從而保護(hù)絕緣子串免受電弧灼傷。另外，由于在雷電擊穿時(shí)，間隙擊穿是屬于純空氣擊穿，一方面電弧通過引弧角并受風(fēng)力和電動(dòng)力的共同作用電弧被拉長，有利于電弧熄滅，使雷擊建弧率下降；另一方面，如果線路跳閘后，純空氣間隙的去游離強(qiáng)，間隙絕緣會(huì)迅速恢復(fù)，有利于重合閘的重合成功。因而，在線路絕緣子并串聯(lián)pkj-35型球形過電壓保護(hù)裝置防雷，一方面可有效保護(hù)絕緣子不受損壞，延長了絕緣子的使用壽命；另一方面可降低跳閘率，較大的提高線路重合閘成功率。

2.新技術(shù)應(yīng)用技術(shù)要求

通過線路現(xiàn)狀調(diào)研，選擇可調(diào)過電壓保護(hù)裝置合適的安裝間距，能很好的釋放產(chǎn)生的任何形式的過電壓，可靠保證線路安全運(yùn)行。因此，公司及時(shí)組織對(duì)所安裝線路進(jìn)行研究分析，確定安裝方案及技術(shù)要求。

（1）供電線路絕緣子串加裝保護(hù)裝置必須根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際選擇合適的間隙距離，通過測試線路所需間隙距離，如表1所示：

表1 線路絕緣子串并聯(lián)保護(hù)裝置的間隙距離

絕緣子型號(hào) 保護(hù)裝置的間隙距離（mm）

XWP2-70 510

（2）桿塔應(yīng)可靠接地，其接地電阻必須符合線路運(yùn)行要求。

（3）可調(diào)接地支架的安裝，將接地支架置于導(dǎo)線的左側(cè)或右側(cè)300mm處，通過緊固螺栓將其緊固在橫擔(dān)上。

（4）pkj-35a型過電壓保護(hù)裝置的導(dǎo)線電極的安裝，將導(dǎo)線球形電極置于導(dǎo)線上（耐張塔的跳線上）并與接地支架的可調(diào)球形電極安裝位置基本一致，電極垂直與導(dǎo)線（如圖1所示）。

圖1

pkj-35b型過電壓保護(hù)裝置的可調(diào)電極的安裝（如圖2所示），將可調(diào)電極置于接地支架的可調(diào)電極的安裝孔內(nèi)，使電極基本垂直與導(dǎo)線，并與導(dǎo)線電極水平距離保持300mm以上。

圖2

三、可調(diào)式過電壓防雷保護(hù)裝置新技術(shù)應(yīng)用成效

公司2012年針對(duì)受雷擊災(zāi)害嚴(yán)重線路加裝可調(diào)式過電壓防雷擊保護(hù)裝置。從近兩年運(yùn)行現(xiàn)狀分析，受雷擊災(zāi)害造成事故現(xiàn)象明顯減少，線路運(yùn)行正常平穩(wěn)?，F(xiàn)對(duì)運(yùn)行情況分析如下：

1.新技術(shù)投入運(yùn)行后運(yùn)行至今未發(fā)生線路雷擊故障跳閘事故及裝置引起的線路跳閘事故。

2.有效保護(hù)絕緣子，延長其使用壽命。線路所處的周邊環(huán)境比較惡劣，污穢程度嚴(yán)重，其中包括選煤廠和鋁業(yè)公司等生產(chǎn)企業(yè)，導(dǎo)致絕緣子受腐蝕情況嚴(yán)重加劇，線路絕緣效果降低，線路在經(jīng)受雷電時(shí)絕緣子易受到雷電損傷。對(duì)比以前發(fā)生絕緣子雷擊損傷情況，未再發(fā)生類似現(xiàn)象。

3.降低線路雷擊損傷。鍍銅可調(diào)球型間隙保護(hù)裝置的使用，直接有效的保護(hù)線路設(shè)備及變電站設(shè)備受雷擊的傷害，保護(hù)了電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

實(shí)踐運(yùn)行說明，可調(diào)式過電壓防雷保護(hù)裝置可有效保護(hù)輸電線路在經(jīng)受雷電災(zāi)害的情況下安全可靠運(yùn)行，有效降低線路的雷擊次數(shù)，保證線路安全穩(wěn)定運(yùn)行，確保礦井的安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]馬晉華.線路避雷器與絕緣子串間的絕緣配合[J].電瓷避雷器，2000（05）.

[2]李孛.10kV配電線路防雷措施研究[D].長沙理工大學(xué)，2009.

[3]黃蘭英.10kV配電線路防雷水平分析及提高方法的研究[D].西南交通大學(xué)，2009.

[4]陳俊，施中郎.10kV架空絕緣導(dǎo)線防雷措施[J].電力設(shè)備，2007（08）.