白曉昆 劉輝 張立功 饒衛(wèi)申 劉燕暉 范琳琳
(1.國網(wǎng)北京市電力公司 2.國網(wǎng)北京市電力公司檢修公司 3.北京京電電網(wǎng)維護(hù)集團(tuán)有限公司)
線路雷擊故障分析與應(yīng)對措施
白曉昆1劉輝1張立功1饒衛(wèi)申2劉燕暉3范琳琳3
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雷雨天氣時(shí),架空線路遭受雷擊故障時(shí)有發(fā)生,當(dāng)雷電擊中線路如何夠避免輸電線路設(shè)備損壞,降低線路因雷擊故障跳閘的次數(shù)尤為重要。本文就近年來某地區(qū)電網(wǎng)架空線路遭受雷擊故障的情況進(jìn)行了深入研究,并通過近年的實(shí)際應(yīng)用,驗(yàn)證了在原有防雷擊措施基礎(chǔ)上采用相應(yīng)的整改措施能夠大幅減少雷擊故障。
雷擊故障;避雷器;接地電阻;并聯(lián)間隙;防雷措施
線路的防雷措施基本比較成熟,但是防雷效果并不明顯,尤其是在一些僻遠(yuǎn)的山區(qū)地帶,基礎(chǔ)設(shè)施差、防雷設(shè)備老化、防雷技術(shù)數(shù)據(jù)難以得到保證。因此必須要對雷電的分布特點(diǎn)、雷電的類型、雷電的參數(shù)進(jìn)行研究分析,在根據(jù)各地區(qū)的雷電分布及布置的相應(yīng)防雷設(shè)施進(jìn)行有針對性的改進(jìn)和完善,進(jìn)一步降低雷電危害對電網(wǎng)的安全影響。
1.1 落雷數(shù)量分析
由下圖可看出,2013~2016年期間,該地區(qū)每年監(jiān)測到的落雷數(shù)量約在7萬~11萬個(gè)之間,雷電活動強(qiáng)弱情況呈現(xiàn)“大年-小年-大年”的趨勢,其中2015年雷電活動較強(qiáng)烈,落雷為102475個(gè)。
1.2 落雷數(shù)量分析
圖 該地區(qū)2013~2016年落雷數(shù)量逐年變化圖
除了落雷數(shù)量,落雷的雷電流幅值大小是客觀反映一個(gè)地區(qū)的雷電活動強(qiáng)度的重要參量,雷電流幅值的大小直接關(guān)系到線路遭遇雷擊后的跳閘概率,表征雷擊對線路的破壞程度。該地區(qū)的雷電流幅值強(qiáng)度分析如表1所示。
1.3 雷擊類型分析(反擊、繞擊)
2013~2016年雷擊按類型分類如表2所示,可以看出,216起雷擊故障中,主要以反擊故障為主,為190起,占比88%,而反擊故障中又以35kV線路上的反擊故障為主,為143起,占全部雷擊故障的66%。繞擊故障為26起,其中220kV線路上有12起,占比46%。
表1 該地區(qū)的雷電流幅值強(qiáng)度分析
表2 2013~2016年各電壓等級線路反擊繞擊情況表
2.1 接地電阻改造方面
加強(qiáng)輸電線路的防雷治理工作,嚴(yán)格按照檢測周期進(jìn)行接地電阻的年檢、抽檢及缺陷處理。每年均對全部桿塔測量接地電阻,確保掌握桿塔接地電阻的變化情況。全部使用搖表測量接地電阻,確保接地電阻數(shù)值的準(zhǔn)確合格。
2.2 避雷器安裝方面
應(yīng)對雷害較嚴(yán)重的線路進(jìn)行避雷器加裝,對山區(qū)降阻難的段落考慮逐級桿塔加裝,同時(shí)盡可能配合開展降阻工作。針對歷年雷擊高發(fā)線路開展防雷風(fēng)險(xiǎn)評估,優(yōu)先在反擊風(fēng)險(xiǎn)較大的桿塔上加裝避雷器。
2.3 并聯(lián)間隙安裝方面
研究發(fā)現(xiàn)雷擊故障中出現(xiàn)若干起雷擊跳閘桿塔的并聯(lián)間隙未動作情況,并聯(lián)間隙安裝還存在著上下電極安裝不在同一豎平面內(nèi)、并聯(lián)間隙與避雷器同時(shí)加裝、間隙距離不合規(guī)范等若干問題,影響并聯(lián)間隙正確動作,需要進(jìn)行排查整改。
2.4 落實(shí)同塔雙回線路差絕緣配置
同塔雙回線路差異化配置是降低雷擊雙跳風(fēng)險(xiǎn)的重要措施,研究發(fā)現(xiàn)2016年的4起雷擊雙跳故障中,其中2起故障桿塔未落實(shí)差異化絕緣配置,增加了雷擊雙跳風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)對所有同塔雙回線路逐步進(jìn)行差異化防雷改造。
2.5 重點(diǎn)開展線路防繞擊工作
重點(diǎn)開展線路防繞擊治理工作,梳理近三年來110kV及以上線路曾發(fā)生繞擊故障的線路,對該線路故障桿塔、該線路上保護(hù)角為正的桿塔、以及該線路上位于山坡地形的桿塔外側(cè)等區(qū)段,優(yōu)先進(jìn)行線路防繞擊整治工作,安排大修技改計(jì)劃,安裝防繞擊避雷器等,同時(shí)對于歷年繞擊故障高發(fā)線路,進(jìn)行排查梳理,明確繞擊故障治理工作所涉及的具體線路桿塔,并逐年上報(bào)大修技改項(xiàng)目。
雷電是電網(wǎng)架空線路跳閘的重要原因之一,雖然也曾對線路采取了一定的防雷措施,但是如何能夠真正做到降低雷電對線路造成的危害,需要進(jìn)一步對雷擊故障進(jìn)行研究分析,找出相應(yīng)的有效應(yīng)對措施。
研究表明,對于線路的雷擊故障只要研究其特性,并根據(jù)其故障特點(diǎn)采取相應(yīng)的防雷措施,采用科學(xué)的統(tǒng)計(jì)分方法梳理查找隱患改善不足,就一定能將線路雷擊故障率降至最低。
[1]陳渭民. 雷電學(xué)原理 [M]. 2版. 北京:氣象出版社,2006.
[2]李俊. 地閃放電過程的高速攝像觀測研究[D]. 北京:中國氣象科學(xué)研究院,2008.
[3]曾楚英,許景元,等. 可控避雷器的研究[R]. 武漢:武漢高壓研究所,1987.
[4]趙軍,梁江東,等. 無暈避雷針檢測報(bào)告[C]. 北京雷電防護(hù)裝置測試中心,2014.
[5] 沈海濱, 陳維江,王頌虞,等. 10kV架空線路雷擊斷線故障的模擬試驗(yàn)研究[J]. 電網(wǎng)技術(shù), 2011(1):117-121.
2017-02-17)