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高压避雷器在电网中的应用

来源:登瑞电气    发布于:2013-10-24 9:37:31    点击:159    品牌:登瑞电气    【进入产品中心

高压避雷器在电网中的应用
用于送电线路的高压避雷器并联于线路绝缘子串旁,通过保护绝缘子串,提高线路的耐雷水平,降低雷击跳闸率,达到防雷目的。线路型高压避雷器分为带串联间隙和无串联间隙两种结构类型。带串联间隙型高压避雷器与导线通过空气间隙来连接,问隙击穿电压低于绝缘子串的闪络电压,正常时高压避雷器处于”休息”状态,不承受工频电压的作用,只在一定幅值的雷电过电压作用下串联间隙动作后高压避雷器本体才处于工作状态,因此具有电阻片的荷电率较高,雷电冲击残压降低,可靠性较高,运行寿命较长等特点。无串联间隙型高压避雷器直接与导线连接,利用高压避雷器电阻的非线性特性保护绝缘子串,与带串联间隙型相比具有吸收冲击能量可靠,无放电延时的优点。同时,为防止高压避雷器本身故障时影响线路正常运行,无间隙高压避雷器一般装有故障脱落装置。
美国和日本从2O世纪80年代开始将高压避雷器应用于送电线路上,取得良好效果。我国从20世纪90年代中后期开始在送电线路使用高压避雷器来提高耐雷水平,降低线路雷击跳闸率,高压线路应用高压避雷器都取得较为理想的效果。理论和工程实验都表明安装线路高压避雷器作为送电线路的防雷措施是可行而且是有效的。
3 线路高压避雷器及其安装位置选择
电网线路高压避雷器选用的是带串联间隙和带脱离装置的无间隙线路型金属氧化锌高压避雷器,其主要技术参数见两种线路型氧化锌高压避雷器在伏一安特性、暂态电压承受能力、耐污能力以及密封性能方面,能满足110 kV线路的运行和防雷要求。且无间隙型高压避雷器的脱离装置其工频故障电流下的动作特性、耐受电流冲击和动作负载不动作能力均较好,能保证高压避雷器故障时不影响线路的正常运行,实现免维护。氧化锌避雷器安装地点的选择,主要针对易雷击杆塔和区段。分析两条线路近年来查到的雷击故障点分布,发现雷击杆塔主要是两个区域。地形地貌特征为线路右边相侧为山峰、左边相侧为空旷的山谷或水库,故障点主要在左边相和中相,位于山顶附近的84号塔左相和中相分别故障4次和3次,相邻的85号塔左相和中相也各有3次故障闪络。沥石线故障点分布相对较广,但7~21号塔区段故障占了一半以上,故障点主要在两边相绝缘子,中相绝缘子闪络较少,该易击区域的地形地貌特征为连续跨越多个山峰,跨越较大,*大一档达879 m。为此,将此两个易雷击的区段作为线路高压避雷器的安装地段,并按故障点情况确定安装高压避雷器的杆塔。因此82、86号塔也考虑在两边相安装高压避雷器。沥石线由于易击段范围较大,故考虑故障的7、8、11、12、15、20、21号7基杆塔安装高压避雷器,同时对位于顶峰两侧山腰,从地形地貌分析易遭雷击的13、17号塔也予加装,两线路共确定14基杆塔安装线路高压避雷器。考虑到安装费用及线路中相负角保护的特点,一般只在每基杆塔的两边相安装高压避雷器,结合雷击故障相别情况,为防绕击在上述4基杆塔上每相均安装高压避雷器。为积累运行经验,视安装地点杆塔结构,分别使用带间隙和带脱离装置的无间隙高压避雷器。实际安装时以带间隙型高压避雷器为主,以无间隙型高压避雷器为主,共安装氧化锌高压避雷器32支,其中带间隙12相、无间隙20相。安装分装用支架将高压避雷器外挑,带串联间隙型用支架将高压避雷器外挑并吊高后与绝缘子串并接。
(1)对杆塔的中相,直接用支架将高压避雷器固定在导线与杆塔之间。
(2)对耐张塔边相,采用将高压避雷器固定于横梁与跳线问方法。另外,线路高压避雷器的安装应充分考虑风速的影响,对支架结构按线路设计要求进行相应校核。
4 线路高压避雷器运行情况及效果
32相线路氧化锌高压避雷器投入运行,从投入运行以来的情况看,运行情况良好,高压避雷器动作记录累计已达39次,防雷效果较为理想。安装线路高压避雷器以来,未发生雷击跳闸,线路高压避雷器已记录动作20次。
在此期间,处于同一区域的110 kV线路多次发生雷击跳闸,35 kV送电线路的雷击跳闸率仍较高。参照DL/T 8l5—2000标准的线路耐雷水平计算参数、方法,安装高压避雷器前线路的总体耐雷水平是比较低的。由于使用合成绝缘子、避雷线、塔型等因素,耐雷水平明显偏低。其中84、85号塔又因接地电阻较大,耐雷水平很低,致使在特定的地形地貌和气象环境下雷击闪络频发总体耐雷水平尚可,有的杆塔如11、15号塔超过了100 kA,线路雷击跳闸的主要原因应是地形地貌和当地气象条件较恶劣,雷电活动强烈的所致。如15号塔耐雷水平已达169 kA,但因其处于山顶的特殊地形地貌而仍遭雷击闪络。安装高压避雷器后,线路的耐雷水平有了较大提高,一般三相安装高压避雷器的耐雷水平将提高3~3.6倍,两边相安装的将提高1.6~2倍。取三相安装高压避雷器的耐水平提高3倍,两边相安装高压避雷器的耐雷水平提高1.8倍,杆塔达到了100 kA及以上的耐雷水平,大大提高了线路的防雷能力。综合两条送电线路安装线路高压避雷器前后耐雷水平的比较、高压避雷器动作情况和线路的实际运行效果,可以看到通过应用线路高压避雷器,提高了线路的防雷水平,大幅降低了线路的雷击跳闸,收到了预期效果。
5 结束语
(1)从电网两条110 kV线路的工程应用结果看,线路高压避雷器在110 kV送电线路的实际应用效果是较为理想的,是一种有效的防雷措施。
(2)由于价格成本问题,送电线路大量使用线路型氧化锌高压避雷器型号的技术经济比较有待论证,但对雷击跳闸率较高的线路,根据地形地貌地质和气象情况,在易雷击段或雷击频繁的杆塔,使用高压避雷器来提高线路的耐雷水平,降低雷击跳闸率无论从技术上还是经济上都是完全可行的。
(3)由于线路型氧化锌高压避雷器分有间隙和无间隙,在具体的选择上应注意高压避雷器与绝缘子串的绝缘配合问题,如合成绝缘子串与带串联间隙高压避雷器的配合裕度,即高压避雷器雷电冲击放电电压与绝缘子串U50%的配合。
(4)110 kV送电线路应用高压避雷器取得的良好成效,为在其他高雷击跳闸率高压送电线路的推广使用积累了经验,将对降低送电线路的故障跳闸率,提高电网运行可靠性起到积极作用。
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