輸電線路絕緣配合設(shè)計(jì)方法研究

陳凱

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司昆山市供電分公司 江蘇 蘇州 215300

引言

架空輸電線路設(shè)計(jì)要貫徹安全可靠、先進(jìn)適用、經(jīng)濟(jì)合理的國家基本建設(shè)方針和技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。絕緣配合是綜合考慮輸電線路上可能出現(xiàn)的各種電壓的作用，合理確定水電線路的絕緣水平，保證線路能夠安全可靠運(yùn)行，絕緣配合設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括導(dǎo)線對(duì)桿塔、導(dǎo)線對(duì)地、不同相導(dǎo)線間的絕緣選擇。

1 絕緣配合原則及主要方法

1.1 原則

操作過電壓、雷電過電壓屬于瞬時(shí)電壓，是電力系統(tǒng)中的一種電磁擾動(dòng)現(xiàn)象。220 kV 及以下電壓等級(jí)線路操作過電壓的絕緣配合，宜以最大操作過電壓為基礎(chǔ)，將絕緣強(qiáng)度作為隨機(jī)變量加以確定；330 kV 及以上電壓等級(jí)線路，將操作過電壓幅值與絕緣強(qiáng)度均作為隨機(jī)變量，選定的絕緣子片數(shù)應(yīng)保證架空線路具有一個(gè)可接受的絕緣子閃絡(luò)率。一般不按雷電過電壓的要求來選擇絕緣子串的絕緣強(qiáng)度，但應(yīng)根據(jù)已選定的絕緣水平來校驗(yàn)線路的耐雷水平。工頻電壓是持續(xù)電壓，是電氣絕緣長期承受的工作電壓[1]。

1.2 常見方法

架空輸電線路的絕緣配合方法主要有慣用法、統(tǒng)計(jì)法和簡化統(tǒng)計(jì)法。慣用法是按作用在絕緣上的最大過電壓和最小絕緣強(qiáng)度的概念進(jìn)行絕緣配合，該方法的絕緣水平常用較大裕度。統(tǒng)計(jì)法是承認(rèn)存在絕緣擊穿這一事實(shí)，允許有一定的故障率，并按可接受的故障率來選擇絕緣，該方法需要采集許多數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和確定某些參數(shù)的分布規(guī)律，該方法計(jì)算復(fù)雜且目前不完善。

2 輸電線路絕緣配合設(shè)計(jì)方法研究

2.1 絕緣層彌補(bǔ)加厚

對(duì)于導(dǎo)線絕緣層損傷、導(dǎo)線與樹或建筑物距離近等情況，需要對(duì)導(dǎo)線絕緣層進(jìn)行彌補(bǔ)加厚。絕緣層加厚機(jī)器人是損傷導(dǎo)線絕緣層進(jìn)行彌補(bǔ)加厚的專用設(shè)備應(yīng)用絕緣層加厚機(jī)器人時(shí)，絕緣層加厚機(jī)器人掛于導(dǎo)線上進(jìn)行帶電作業(yè)，將絕緣膠帶纏繞至導(dǎo)線絕緣層的損傷部位，進(jìn)行包裹和加厚，使導(dǎo)線達(dá)到20kV線路的絕緣要求[2]。

2.2 絕緣監(jiān)測系統(tǒng)的利用

根據(jù)絕緣監(jiān)測系統(tǒng)預(yù)警的實(shí)際要求，在服務(wù)器軟件系統(tǒng)中，顯示所有被監(jiān)測電纜電氣參數(shù)，主要包含實(shí)時(shí)顯示、實(shí)時(shí)預(yù)警、歷史查詢和用戶管理等模塊。在實(shí)時(shí)顯示功能中，軟件系統(tǒng)通過圖形界面方式，直觀顯示電氣參數(shù)。實(shí)時(shí)預(yù)警模塊可人為設(shè)置預(yù)警閾值，并根據(jù)數(shù)據(jù)信息，及時(shí)進(jìn)行預(yù)警；預(yù)警信息產(chǎn)生后，自動(dòng)生成預(yù)警記錄。歷史查詢模塊可以將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存；按照時(shí)間、相位和參數(shù)范圍等屬性，進(jìn)行歸類查詢。用戶管理模塊，可以對(duì)監(jiān)測系統(tǒng)用戶進(jìn)行編輯管理，合理制定用戶權(quán)限。

2.3 完善絕緣監(jiān)測系統(tǒng)

輸電線路是一個(gè)范圍非常廣、復(fù)雜程度非常高的線路，純靠人工來進(jìn)行監(jiān)測是不現(xiàn)實(shí)。因此，監(jiān)測系統(tǒng)的存在就顯得非常重要了。只有完善了監(jiān)測系統(tǒng)，才能減少人力耗費(fèi)，也才能更好地做好輸電線路的監(jiān)測工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并且進(jìn)行解決。要完善監(jiān)測系統(tǒng)，需要健全線路絕緣子污染監(jiān)測系統(tǒng)和線路絕緣監(jiān)測系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路的遠(yuǎn)程監(jiān)控。需要實(shí)現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)故障的短時(shí)間內(nèi)能夠確定故障的部位以及原因[3]。

2.4 提高氣象觀測站防雷專業(yè)技術(shù)水平

氣象防雷工作體系既包括對(duì)人才隊(duì)伍的管理體系也包括技術(shù)方面的管理模式。首先在對(duì)人員進(jìn)行管理方面，要建立合理的管理制度，包括人員薪酬制度及晉升制度等，要保證薪酬的有效激勵(lì)性，以正面提高工作積極性。另外在管理制度的搭建上要明確相關(guān)工作人員的職責(zé)，將工作進(jìn)行拆解并實(shí)行責(zé)任制工作，以結(jié)果為導(dǎo)向，倒追工作過程。在電擊活動(dòng)發(fā)生時(shí)，氣象觀測站的雷電信息采集十分必要，在整個(gè)工作過程中也發(fā)揮這關(guān)鍵的作用。為提高氣象防雷專業(yè)的技術(shù)水平，需對(duì)氣象觀測站進(jìn)行有效的防雷技術(shù)保障。首先面對(duì)雷雨天氣中出現(xiàn)的強(qiáng)對(duì)流氣象狀況導(dǎo)致的直擊雷時(shí)，帶電云層與地面高層建筑接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的放電現(xiàn)象，此時(shí)對(duì)多在室外搭設(shè)電力、通信設(shè)施進(jìn)行觀測的氣象觀測站在缺少高層建筑掩護(hù)時(shí)，更容易受到雷擊。因此需要在易受電擊的監(jiān)測位置，設(shè)置防雷閃接器。并對(duì)不同類型包括網(wǎng)型、針型、混合型的閃接器進(jìn)行合理搭配使用，保證監(jiān)測站所有設(shè)備均在其保護(hù)范圍內(nèi)，另外還需對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行定期檢測維修。

2.5 做好檢修工作

有故障就需要進(jìn)行檢修。對(duì)于輸電線路的維護(hù)來說，故障的檢修是一個(gè)重要的工作。尤其是對(duì)故障的排查，如果不能及時(shí)地找到故障的原因并且進(jìn)行修理，會(huì)導(dǎo)致電路出現(xiàn)更大的問題。因此，需要做好檢修工作，尤其是要做好對(duì)故障的排查工作。要做到這點(diǎn)，就需要電力企業(yè)結(jié)合具體情況做好相應(yīng)的維護(hù)方案。同時(shí)，應(yīng)該定期對(duì)輸電線路進(jìn)行檢查，確認(rèn)是否有被監(jiān)測到的問題，將故障在第一時(shí)間進(jìn)行處理。同時(shí)，為了保證檢修的效率，整個(gè)檢修的技術(shù)也應(yīng)該隨著技術(shù)的更新而更新，檢修人員需要隨著技術(shù)發(fā)展而提高自己的水平。檢修是輸電線路維護(hù)中非常重要的一部分，電力企業(yè)必須要做好檢修工作[4]。

3 結(jié)束語

架空輸電線路的絕緣水平需滿足: 工頻運(yùn)行電壓下不發(fā)生污閃；操作不發(fā)送濕閃；具有一定的雷電沖擊耐受強(qiáng)度，保證線路耐雷水平滿足規(guī)程規(guī)范要求。分析表明：110～220kV線路工頻濕閃電壓按最高操作過電壓選取，并取1/0.9=1.11的安全系數(shù)；500kV線路工頻濕閃電壓未取裕度，且對(duì)最高操作過電壓取1.27/2=0.635的系數(shù)；工頻電壓下的絕緣配合采用統(tǒng)一爬電比距和最高相電壓計(jì)算爬電距離更為合理。應(yīng)用實(shí)例表明，在輕污穢區(qū)，由外過電壓、內(nèi)過電壓決定絕緣水平；隨著污穢等級(jí)上升，工頻電壓成為絕緣水平的決定因素。