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摘要:文章对雷电产生的原理以及雷电对35kV架空线路的危害进行了分析,提出相应的技术措施。这些防雷技术措施可使35kV架空线路受雷击的危害降低。
关键词:过电压避;雷器接地;系统线路;绝缘
引言
目前油田电力系统用电负荷中,94.56%为炼化、原油生产负荷(I、II类负荷),其中35kV架空线路是油田配电网的主要生产线路,而雷雨季节可能遭受的雷击,会给线路的安全运行带来很大的影响。35kV防雷装置是保证线路安全的主要措施,选用适当的防雷接地装置是十分必要的。
一、35KV架空线路防雷现状
(一)、线路杆型及绝缘子
油田电网35kV配电线路杆型为瓷横担品字型,瓷横担中相为SC-280Z,边相为SC-280,防污等级为1级。
(二)、防雷设施
35kV配电线路仅在配电变压器上安装有避雷器,线路无避雷线、避雷器、避雷针等防护设施。配变避雷器,1995年之前设计安装的为阀型避雷器,1995~2000年之间设计安装的避雷器既有阀式避雷器,也有氧化锌避雷器,2000年之后设计安装的为氧化锌避雷器。目前,35kV配电线路上既有阀式避雷器,又有氧化锌避雷器。
(三)、令克
35kV配电线路配电变压器高压侧令克为RW5-35型,保护令克以下部分短路故障。
二、提高防雷措施的必要性
(一)、绝缘子泄漏距离不合要求
近年来油田电网周围污染严重,根据《河南省电网外绝缘污秽区域分布图》中防污等级标准,油田电网所处区域污秽等级为1级~3级,且1级污秽地区仅为下二门油田的部分地区,其它为2级~3级。
据GB50061-97《66kV及以下架空电力线路设计规范》(电力部1998年6月1日施行)中附录B《架空电力线路环境污秽等级》规定,架空电力线路环境污穢等级应符合下表1的规定。
表135kV架空电力线路绝缘子泄漏距离
油田电网建设初期,周围自然环境较好,污秽等级为0,35kV油井配电线路设计、建设时采用1级污秽下的SC-280(Z)型瓷横担绝缘子,其泄漏距离为700mm;而目前油田35kV配电线路主要分布在污秽等级为2~3级的井楼、古城、王集、安棚和赵凹油田,要求其绝缘子泄漏距离应在840~1330mm。可见,35kV油井配电线路防污等级明显不足,使得线路污闪故障较多。
(二)、阀型避雷器故障率高
目前,35kV油井配电线路绝大多数使用的是老式阀型避雷器,这些阀型避雷器由于安装位置较高、自身体积较大、线路检修允许时间较短、且因地处偏远井场无法进行预防性试验,自投运以来只是在每年的停电检修时清扫外部瓷质部分,绝缘降低,性能劣化,故障率高,易发生爆炸事故,引起线路单相接地。
(三)、令克
近几年来,35kV配电线路跳闸次数居高不下,仅2007年35kV线路令克及以下部分变压器烧坏、变压器高低压短路、引线断等引起线路跳闸高达46次,占线路跳闸总次数的30%。经过分析认为,35kV线路令克以下部分故障造成变电站开关保护动作跳闸的根本原因是:35kV线路令克保险丝熔断后,令克管跌落速度慢,弹簧无法快速弹出熔丝,不能形成有效断口,致使熔丝在令克管内部燃弧,令克跌落过程中由于令克管内部电弧的存在使令克上鸭嘴处扯弧,形成相间弧光短路,造成变电站开关保护动作跳闸。
三、防范措施及应用
(一)将35kV配电线路SC-280(Z)绝缘子更换为S2-35/5型瓷横担绝缘子。FS3-35/5型复合横担绝缘子适用于城网技术改造,由于其弯曲强度高,可防止瓷横担容易出现的断裂事故,而且耐污性能好,其最小电弧距离达到1086mm,符合污秽等级为3级地区的应用。
(二)更换35kV油井配电线路老式阀型避雷器,将目前线路运行的阀式避雷器全部更换为带脱离器的无间隙氧化锌避雷器。
根据国内外电力系统的运行经验表明,35kV线路附近地面落雷时,线路因感应雷引起闪络出现的概率约为14~37%,线路每隔200m装设一个避雷器可使感应雷引起的闪络次数降低97%,每隔500m装设可降低75~89%,每隔1000m装设可降低49~65%。
在油田线路主干线或大分支上加密安装适量的氧化锌避雷器。避雷器加密安装原则:每隔600m安装1组外串联间隙氧化锌避雷器,线路中间300m处中相安装1只外串联间隙氧化锌避雷器。
(三)针对老式令克易形成弧光短路,研制了新型令克,其特点是:①熔断器下触头改为弹簧张力结构,当熔丝熔断后快速将熔丝从下端弹出,加速灭弧;②熔管上触头结构改为半球形接触式,熔管易脱落;③熔管重量降低一半,操作更灵活轻便。现场短路试验证明新型令克可快速切除令克以下部分短路故障,减少了越级造成变电站开关动作跳闸。
四、装设避雷线技术的比较
(一)、进、出线1~2km段装设避雷线
目前,35kV线路在电力系统设计中仍采用进、出线1~2km段内装设避雷线来防直接雷,但为使避雷线保护段以外的线路受雷击时对侵入变电所内的电压进行限制,一般在避雷线两端处的线路上装设管型避雷器。当进线段外侧无避雷线段线路受雷击时,雷电波经过一段线路衰减后变形,陡度会降低,但仍很大,经F1对地放电后,降低了雷电过电压值。
(二)、全线路架设避雷线
全线路架设避雷线是在35kV线路的上方全程架设1根GJ-35(35kV线路一般安装35mm2的钢绞线)的钢绞线作为避雷线,并在进出线两端安装管型避雷器。
避雷线的主要作用是防止雷直击导线,同时还具有以下作用:1)分流作用,是减小流经杆塔的雷电流,从而降低塔顶电位。2)通过对导线的耦合作用可以减小线路绝缘子的电压。3)对导线的屏蔽作用还可以降低导线上的感应过电压。而F2、F3管型避雷器作用是防止雷电波在断开的断路器QF处产生过电压击坏断路器。
结束语
总之,电力运维单位应该不断加大配电网建设改造投资力度,完善防雷避雷机制,提高线路运行的可靠性,加强配电网统一规划,确保线路防雷管理方案与电网整体规划相协调,全面提升配电网发展水平,切实服务油田经济发展。
参考文献
[1]郭晋平,霍艳丽.35kV架空电力线路防雷措施探讨[J].科技风,2010(21).
[2]唐志平.供配电技术[M].北京:电子工业出版社出版,2005:78-80.
关键词:过电压避;雷器接地;系统线路;绝缘
引言
目前油田电力系统用电负荷中,94.56%为炼化、原油生产负荷(I、II类负荷),其中35kV架空线路是油田配电网的主要生产线路,而雷雨季节可能遭受的雷击,会给线路的安全运行带来很大的影响。35kV防雷装置是保证线路安全的主要措施,选用适当的防雷接地装置是十分必要的。
一、35KV架空线路防雷现状
(一)、线路杆型及绝缘子
油田电网35kV配电线路杆型为瓷横担品字型,瓷横担中相为SC-280Z,边相为SC-280,防污等级为1级。
(二)、防雷设施
35kV配电线路仅在配电变压器上安装有避雷器,线路无避雷线、避雷器、避雷针等防护设施。配变避雷器,1995年之前设计安装的为阀型避雷器,1995~2000年之间设计安装的避雷器既有阀式避雷器,也有氧化锌避雷器,2000年之后设计安装的为氧化锌避雷器。目前,35kV配电线路上既有阀式避雷器,又有氧化锌避雷器。
(三)、令克
35kV配电线路配电变压器高压侧令克为RW5-35型,保护令克以下部分短路故障。
二、提高防雷措施的必要性
(一)、绝缘子泄漏距离不合要求
近年来油田电网周围污染严重,根据《河南省电网外绝缘污秽区域分布图》中防污等级标准,油田电网所处区域污秽等级为1级~3级,且1级污秽地区仅为下二门油田的部分地区,其它为2级~3级。
据GB50061-97《66kV及以下架空电力线路设计规范》(电力部1998年6月1日施行)中附录B《架空电力线路环境污秽等级》规定,架空电力线路环境污穢等级应符合下表1的规定。
表135kV架空电力线路绝缘子泄漏距离
油田电网建设初期,周围自然环境较好,污秽等级为0,35kV油井配电线路设计、建设时采用1级污秽下的SC-280(Z)型瓷横担绝缘子,其泄漏距离为700mm;而目前油田35kV配电线路主要分布在污秽等级为2~3级的井楼、古城、王集、安棚和赵凹油田,要求其绝缘子泄漏距离应在840~1330mm。可见,35kV油井配电线路防污等级明显不足,使得线路污闪故障较多。
(二)、阀型避雷器故障率高
目前,35kV油井配电线路绝大多数使用的是老式阀型避雷器,这些阀型避雷器由于安装位置较高、自身体积较大、线路检修允许时间较短、且因地处偏远井场无法进行预防性试验,自投运以来只是在每年的停电检修时清扫外部瓷质部分,绝缘降低,性能劣化,故障率高,易发生爆炸事故,引起线路单相接地。
(三)、令克
近几年来,35kV配电线路跳闸次数居高不下,仅2007年35kV线路令克及以下部分变压器烧坏、变压器高低压短路、引线断等引起线路跳闸高达46次,占线路跳闸总次数的30%。经过分析认为,35kV线路令克以下部分故障造成变电站开关保护动作跳闸的根本原因是:35kV线路令克保险丝熔断后,令克管跌落速度慢,弹簧无法快速弹出熔丝,不能形成有效断口,致使熔丝在令克管内部燃弧,令克跌落过程中由于令克管内部电弧的存在使令克上鸭嘴处扯弧,形成相间弧光短路,造成变电站开关保护动作跳闸。
三、防范措施及应用
(一)将35kV配电线路SC-280(Z)绝缘子更换为S2-35/5型瓷横担绝缘子。FS3-35/5型复合横担绝缘子适用于城网技术改造,由于其弯曲强度高,可防止瓷横担容易出现的断裂事故,而且耐污性能好,其最小电弧距离达到1086mm,符合污秽等级为3级地区的应用。
(二)更换35kV油井配电线路老式阀型避雷器,将目前线路运行的阀式避雷器全部更换为带脱离器的无间隙氧化锌避雷器。
根据国内外电力系统的运行经验表明,35kV线路附近地面落雷时,线路因感应雷引起闪络出现的概率约为14~37%,线路每隔200m装设一个避雷器可使感应雷引起的闪络次数降低97%,每隔500m装设可降低75~89%,每隔1000m装设可降低49~65%。
在油田线路主干线或大分支上加密安装适量的氧化锌避雷器。避雷器加密安装原则:每隔600m安装1组外串联间隙氧化锌避雷器,线路中间300m处中相安装1只外串联间隙氧化锌避雷器。
(三)针对老式令克易形成弧光短路,研制了新型令克,其特点是:①熔断器下触头改为弹簧张力结构,当熔丝熔断后快速将熔丝从下端弹出,加速灭弧;②熔管上触头结构改为半球形接触式,熔管易脱落;③熔管重量降低一半,操作更灵活轻便。现场短路试验证明新型令克可快速切除令克以下部分短路故障,减少了越级造成变电站开关动作跳闸。
四、装设避雷线技术的比较
(一)、进、出线1~2km段装设避雷线
目前,35kV线路在电力系统设计中仍采用进、出线1~2km段内装设避雷线来防直接雷,但为使避雷线保护段以外的线路受雷击时对侵入变电所内的电压进行限制,一般在避雷线两端处的线路上装设管型避雷器。当进线段外侧无避雷线段线路受雷击时,雷电波经过一段线路衰减后变形,陡度会降低,但仍很大,经F1对地放电后,降低了雷电过电压值。
(二)、全线路架设避雷线
全线路架设避雷线是在35kV线路的上方全程架设1根GJ-35(35kV线路一般安装35mm2的钢绞线)的钢绞线作为避雷线,并在进出线两端安装管型避雷器。
避雷线的主要作用是防止雷直击导线,同时还具有以下作用:1)分流作用,是减小流经杆塔的雷电流,从而降低塔顶电位。2)通过对导线的耦合作用可以减小线路绝缘子的电压。3)对导线的屏蔽作用还可以降低导线上的感应过电压。而F2、F3管型避雷器作用是防止雷电波在断开的断路器QF处产生过电压击坏断路器。
结束语
总之,电力运维单位应该不断加大配电网建设改造投资力度,完善防雷避雷机制,提高线路运行的可靠性,加强配电网统一规划,确保线路防雷管理方案与电网整体规划相协调,全面提升配电网发展水平,切实服务油田经济发展。
参考文献
[1]郭晋平,霍艳丽.35kV架空电力线路防雷措施探讨[J].科技风,2010(21).
[2]唐志平.供配电技术[M].北京:电子工业出版社出版,2005:78-80.