將高壓避雷器與送電線路絕緣子串并聯(lián),通過對絕緣子串進行保護,提高線路抗雷水平,降低雷擊跳閘率,達到防雷目的。線型高壓避雷器主要有串聯(lián)式和無串聯(lián)式兩種結構形式。該系列間隙型高壓避雷器與導線之間采用氣隙連接,并對擊穿電壓的影響小于絕緣子串閃電壓。一般情況下,高壓避雷器處于“休眠”狀態(tài),不承受工頻電壓,只有在雷電過電壓一定幅度的情況下,高壓避雷器體串聯(lián)時才能正常工作,從而使帶阻器的電荷比大,雷擊殘壓降低,可靠性提高,使用壽命延長。不含串接縫式高壓避雷器直接與導線連接,利用高壓避雷器電阻的非線性特性保護絕緣子,與帶串聯(lián)間隙型相比,具有吸收沖擊能可靠、無漏電延遲等優(yōu)點。另外,為了防止高壓避雷器本身發(fā)生故障,影響線路的正常工作,無間隙高壓避雷器一般都設有故障脫扣裝置。
自2O世紀80起,美國、日本開始在輸電線上使用高壓避雷器,并取得了較好的效果。20世紀90年代中后期,我國送電線路開始采用高壓避雷器,以提高抗雷能力,降低線路雷擊跳閘率,高壓線路采用高壓避雷器,均能達到較好的效果。理論與工程試驗均表明,在輸電線路上設置高壓避雷器防雷措施是可行且有效的。
線高壓避雷器及其安裝位置選擇
電力線高壓避雷器選用的是帶串聯(lián)間隙和帶脫開裝置的線路式金屬氧化鋅無間隙高壓避雷器。兩種線式氧化鋅高壓避雷器的電壓穩(wěn)定性、耐電性、耐蝕性、耐污性和密封性、耐蝕性、耐污性、耐蝕性、可滿足110kV線路運行及防雷要求。而無間隙式高壓避雷器在工頻故障電流下動作特性.耐電流沖擊能力及動作負荷能力較好,可確保高壓避雷器在發(fā)生故障時不影響線路正常工作,實現(xiàn)免維護。氧化鋅避雷器安裝點的選擇,主要是針對易雷桿塔及區(qū)段進行。通過對近幾年兩條線路雷擊故障點的分布分析,發(fā)現(xiàn)雷擊桿塔主要為兩個區(qū)域。其中,線路右側相側為山峰.左相面為空谷或水庫,故障點在左側相和中相,而山頂附近的84號塔左相和中相分別發(fā)生4次和3次,塔左相分別發(fā)生4次和3次,85號塔左相和中相塔左相均發(fā)生故障。滲濾液故障點分布比較廣泛,但7~21號塔區(qū)段一半以上故障,故障點主要在兩側相絕緣子,而中相絕緣子極少,該易擊區(qū)的地形地貌特征是連續(xù)跨越多個山峰,跨越較大,*大一檔達879m。因此,應將這兩個易雷區(qū)域作為線路高壓避雷器的安裝位置,并根據(jù)故障點確定安裝高壓避雷器的桿塔。所以,82.86塔的兩側還考慮安裝高壓避雷器。由于瀝石線易觸點段范圍較大,所以考慮到7號7號桿塔上安裝高壓避雷器的故障,與此同時,對于位于山頂兩側的山腰,根據(jù)地形地貌分析容易遭受雷擊的13.17號塔樓,二線共確定14基桿塔安裝線高壓避雷器。鑒于安裝費用和線路負角保護的特點,通常只在每一桿塔的兩側安裝高壓避雷器,并結合雷擊故障的區(qū)別,對4個基塔每相安裝高壓避雷器,以防止繞擊。根據(jù)安裝點桿塔結構,為積累運行經驗,分別采用間隙式、帶脫開裝置的無間隙高壓避雷器。在實際安裝中,主要采用間隙式高壓避雷器,無間隙式高壓避雷器,并安裝了32支氧化鋅高壓避雷器,其中12相帶間隙,無間隙20相。裝夾用支架將高壓避雷器挑出,帶串聯(lián)間隙型的支架將高壓避雷器挑出并吊起,然后與絕緣子串并聯(lián)。
(1)對桿塔的中相,采用支架直接固定高壓避雷器在導線和桿塔之間。
(2)耐張塔邊相,采用在橫梁上固定高壓避雷器并跳線的方法。此外,線路高壓避雷器的安裝要充分考慮風速的影響,并根據(jù)線路設計要求對支架結構進行相應的驗算。
線高壓防雷裝置的使用和效果
相線氧化鋅高壓避雷器投入使用后,從投運以來,運行狀況良好,高壓避雷器累計動作記錄39次,防雷效果比較理想。裝設高壓避雷器后,未發(fā)生雷擊跳閘,線路高壓避雷器共記錄動作20次。
該地區(qū)同一地區(qū)的110kV線路多次發(fā)生雷擊跳閘,其中35kV線路的雷擊跳閘現(xiàn)象仍然比較嚴重。采用DL/T8l5-2000標準的線路抗雷水平計算參數(shù),采用DL/T8l5—2000標準,確定線路抗雷電水平較低。因采用合成絕緣子.避雷線.塔型等因素,其抗雷擊水平明顯偏低。另外,84.85號塔由于接地電阻大,抗雷電等級極低,造成特定地形、氣候環(huán)境中雷擊閃絡頻繁發(fā)生總體抗雷等級尚可,有些桿塔如11.15塔超過100kA,造成線路雷擊跳閘的主要原因應該是地形及當?shù)貧夂驐l件較差,閃電活動極強。例如,15號塔的耐雷等級已經達到169kA,但是由于該塔所處特殊的地形條件,仍然遭受了雷擊閃絡。設置高壓避雷器后線路的抗雷擊水平有較大提高,一般三相安裝高壓避雷器的抗雷擊水平會提高3~3.6倍,兩側相接的兩側增加1.6~2倍。對三相安裝高壓避雷器時,抗雷強度提高3倍,在兩側相安裝高壓避雷器時,抗雷擊強度提高1.8倍,抗雷電強度達到100kA以上,大大提高了線路的防雷能力。對兩條輸電線高壓避雷器的耐雷前后耐雷水平進行對比.高壓避雷器動作情況及線路實際運行效果,可看出線路采用高壓避雷器后,線路防雷水平得到改善,大幅度降低了線路的雷擊跳閘,取得了預期效果。
結束語
(1)從電網兩條110kV線路的工程應用結果來看,在110kV送電線路上應用線路高壓避雷器效果比較理想,是一種行之有效的防雷措施。
(2)由于價格成本問題,送電線路采用線式高壓避雷器型號的技術經濟比較尚待論證,而對于雷擊跳閘率較高的線路,則依據(jù)地形地貌地質及氣象條件,在易雷擊部位或雷擊頻繁的桿塔,在技術和經濟效益方面,采用高壓避雷器提高線路抗雷水平,減少雷擊跳閘率,在技術和經濟效益方面是完全可行的。
(3)因線型氧化鋅高壓避雷器有空隙和無空隙,特別要注意高壓避雷器與絕緣子串的絕緣配合問題,例如,綜合絕緣子串與串聯(lián)間隙高壓避雷器的配合裕度,也就是高壓線避雷器雷擊放電電壓與絕緣子U相連接。
(4)110kV送電線路應用高壓避雷器取得良好效果,為其他高雷跳閘高壓送電線路推廣使用積累了經驗,對降低送電線路故障跳閘率,提高供電可靠性起到積極作用。
高壓避雷器