送電線路防污、防雷的綜合治理
(珠海供電公司,廣東 珠海 519000)
〔摘 要〕 珠海屬于亞熱帶季風(fēng)區(qū)氣候,其氣象環(huán)境特點(diǎn)受海洋影響,造成積污速度快,絕緣子串火 花放電嚴(yán)重,污閃跳閘率高。且因雷暴日多,雷電活動強(qiáng)烈,其雷擊跳閘率更高。在論述防污閃的同時(shí),也涉及防雷及風(fēng)偏的綜合治理。
〔關(guān)鍵詞〕 送電線路;防污;防雷;
1 1998—2002年春珠海地區(qū)污閃情況及原因分析
1.1 污閃故障
110~220 kV線路5年中共運(yùn)行38.286百公里·年,在此期間共發(fā)生污閃跳閘9次,污閃跳閘率為0.24次/百公里·年,大于規(guī)程推薦值的0.1次/百公里·年。污閃跳閘的特點(diǎn)是時(shí)間較集中且多發(fā),并非每年都發(fā)生,平均2~3年發(fā)生1次。從歷史情況看:在1991—2002年春季珠海地區(qū)110~220 kV線路共發(fā)生污閃跳閘11次,其間線路運(yùn)行46.039百公里·年,污閃跳閘率為0.239次/百公里·年。而1998—2002年春季5年中有3年發(fā)生過污閃跳閘(見表1),污閃跳閘率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了規(guī)程推薦值,因此,必須進(jìn)行綜合治理。
1.2 污閃原因分析
?、儆捎诃h(huán)境污染變化而未及時(shí)進(jìn)行污區(qū)分布圖的修改,因此爬電比距的設(shè)防為:在1999年及以前110 kV線路采用7片防污玻璃絕緣子(或防污型瓷絕緣子,下同), =2.2 cm/kV;220 kV線路采用13片防污玻璃絕緣子, =2.06 cm/kV,若再考慮有效系數(shù),則只能達(dá)到GB16434規(guī)程中的Ⅱ級污區(qū)的中下限要求。即使在2000年以后線路進(jìn)行過少量調(diào)爬改造,在110~220 kV線路絕緣子串上各增加2片絕緣子,但未涂上RTV涂料,即外絕緣介質(zhì)未得到改善,因此仍只能符合規(guī)程中的Ⅲ級污區(qū)中限要求,而實(shí)際上根據(jù)近6年的鹽密測量值及環(huán)境變化,污穢等級已上升到Ⅲ級上限和Ⅳ級中限水平,即 =2.78~2.85 cm/kV。
?、?線路上采用合成絕緣子數(shù)量較少。在1998年及以前,在110~220 kV線路上批量采用某廠FXBW4型合成絕緣子共900多支,1999年,在運(yùn)行中抽查6支試驗(yàn),均發(fā)現(xiàn)拉力下降幅度較大,其主要原因是這批合成絕緣子是外楔式端頭,而非整體注射壓接式端頭(即第3代合成絕緣子)。在1999年后至今雖然使用了1 800支第3代合成絕緣子,但其中約有1 500支是2002年3月才更換的。
③ 受沿海地區(qū)的海鹽污染。雖然珠海地區(qū)干旱日較內(nèi)地少(見表1),但因受風(fēng)向影響,海鹽中含有大量NaCl,KCl等均勻附著于絕緣子表面。海鹽污染遠(yuǎn)不同于內(nèi)地的CaSO4、Na2SO4、K2SO4的非工業(yè)污染,前者薄薄一層鹽密分布均勻,雖鹽密小但易產(chǎn)生火花;后者污穢層厚鹽密分布不均勻,雖鹽密大一點(diǎn)但不易產(chǎn)生火花。
?、?環(huán)境污染影響日益嚴(yán)重。廣東是全國酸雨最多的省份,其酸雨面積高達(dá)70%,而且珠海受來自珠江三角洲工農(nóng)業(yè)污染的影響也逐年增大。據(jù)統(tǒng)計(jì)1998年共有18次酸雨,發(fā)生率為26.7%,而且不包括酸霧的占有量(下同)。1999年酸雨發(fā)生率達(dá)31.3%,到2000年酸雨發(fā)生率則高達(dá)61.1%,PH值為3.95~5.24,2001年酸雨發(fā)生率更達(dá)66.7%。同時(shí)珠海特區(qū)開發(fā)工業(yè)用地,挖山填土等塵土飛揚(yáng)污染嚴(yán)重,珠海電廠密集出線走廊受電廠、化工廠混合工業(yè)污染等影響,其積污速度驚人。
2 1998—2002年珠海地區(qū)雷擊故障及原因分析
2.1 1998—2002年雷擊故障情況
珠海地區(qū)線路大多位于山地丘陵,其雷擊跳閘雖絕對次數(shù)多,但折算為Td=40日后,與DL/T 620山區(qū)N比,僅1998年超標(biāo),其余值小于或接近規(guī)程值(見表2),可見近4年治理的效果。
2.2 雷擊原因分析
① 珠海地區(qū)大部分線路(約70%)在山區(qū),且土壤電阻率高,部分接地電阻值偏高,造成耐雷水平低,跳閘率高。
?、?珠海地區(qū)雷電日多,設(shè)計(jì)取Td=75日,屬多雷區(qū),每百公里每年雷擊次數(shù)的計(jì)算值為Td=40日的2.3倍。
?、?線路多為雙回同塔架設(shè),三相導(dǎo)線為垂直排列,增加了桿塔的高度。
?、?原設(shè)計(jì)絕緣子串U50%沖擊耐壓水平低。
?、?在1998年及以前全面進(jìn)行了接地電阻改造,1999年開始采用多種措施綜合防雷,以降低珠海山區(qū)線路的雷擊跳閘率,主要措施有:安裝線路氧化鋅避雷器,在塔頂打拉線分流,架設(shè)耦合地線(后因受臺風(fēng)影響碰線已拆除部分),雙回路線路上采用差絕緣,改善避雷線整體接觸電阻等措施,均已取得了一定的效果,但在實(shí)施操作方面,因技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及地形等原因影響,很難普及改進(jìn)。
3 線路防污、防雷的綜合治理
3.1 防污、防雷、防風(fēng)偏是一個(gè)系統(tǒng)工程,需要經(jīng)過安全、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后,從中選擇最佳方案。目前從國情和經(jīng)濟(jì)實(shí)力出發(fā),還不可能更換塔型加大塔窗來滿足耐雷水平和爬距的增大,只有在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的典型塔下,從尊重實(shí)際和具體情況出發(fā),校驗(yàn)其調(diào)爬后的風(fēng)偏,在滿足帶電導(dǎo)線對桿塔及同塔雙回線對下橫擔(dān)的最小氣隙的要求下,結(jié)合珠海地區(qū)實(shí)際進(jìn)行調(diào)爬。
3.2 防污閃因遵循“調(diào)爬是基礎(chǔ),爬、涂結(jié)合是完善措施,清掃為輔助方法”的原則進(jìn)行。珠海地區(qū)既是重污區(qū),同時(shí)也是多雷區(qū),且因受規(guī)劃限制,線路70%在山地,因此調(diào)爬和防雷措施要相互結(jié)合,才是最佳方案。
3.3 送電線路防污調(diào)爬絕緣配置方案
(1) 據(jù)3.1節(jié)要求,對防污、防雷進(jìn)行計(jì)算,并按風(fēng)偏校驗(yàn)合格,得出如表3的主要調(diào)爬配置方案。
(2) 調(diào)爬后的絕緣子串加長,從技術(shù)方面主要是控制:帶電導(dǎo)線對桿塔的最小空氣間隙不小于表4數(shù)值加適當(dāng)裕度;帶電導(dǎo)線對下橫擔(dān)距離:220 kV不小于2.2 m,110 kV不小于1.5 m。
3.4 調(diào)爬后的風(fēng)偏校驗(yàn)
按DL/T5092設(shè)計(jì)規(guī)程典型氣象Ⅰ類的氣象參數(shù),并以珠海地區(qū)多年的設(shè)計(jì)氣象條件為依據(jù)。
經(jīng)過對珠海地區(qū)16種塔型的計(jì)算結(jié)果表明:110~220 kV垂直雙分裂導(dǎo)線的最大串長,無論是合成絕緣子+2片玻璃絕緣子,還是分別采用9片或15玻璃絕緣子,絕大部分滿足帶電導(dǎo)線對桿塔的最小空氣間隙并還存在裕度,且同塔雙回對下橫擔(dān)亦能滿足3.3.2條要求。
4 調(diào)爬前后的電氣絕緣性能比較
表5為調(diào)爬前后的電氣絕緣性能比較。從表中可見,與220 kV懸垂絕緣子串采用13片、15片玻璃防污型絕緣子相比較,2片玻璃+合成絕緣子的防雷可近似15片玻璃絕緣子,其防污閃更優(yōu),而且當(dāng)合成絕緣子加上2片玻璃后,可消除單純用合成絕緣子造成的不明原因跳閘,也可提高合成絕緣子的U50%雷電沖擊。防雷可近似15片玻璃絕緣子,其防污閃更優(yōu),而且當(dāng)合成絕緣子加上2片玻璃后,可消除單純用合成絕緣子造成的不明原因跳閘,也可提高合成絕緣子的U50%雷電沖擊。
5 結(jié) 論
(1) 防污、防雷、風(fēng)偏的綜合分析論證只是一個(gè)開端,我國幅員遼闊,各地氣象環(huán)境差別很大,有待于全方位開發(fā)此方面的研究,根據(jù)國情作出最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)選擇。
(2) 線路直線塔調(diào)爬時(shí)選用2片玻璃絕緣子加一串第3代合成絕緣子(個(gè)別采用雙串),既滿足了機(jī)械強(qiáng)度要求,防污和防雷水平也得到相應(yīng)提高,經(jīng)風(fēng)偏校驗(yàn)及對同塔雙回下橫擔(dān)間隙檢查后,能較好地滿足沿海地區(qū)防污和防雷的要求。
(3) 線路耐張塔在原來基礎(chǔ)上110 kV線路增加2片,220 kV線路增加4片玻璃絕緣子,基本用雙串滿足耐張段的機(jī)械要求。 同時(shí),全串或部分涂復(fù)RTV涂料,改變絕緣子表面介質(zhì)性能,當(dāng)轉(zhuǎn)角耐張桿塔經(jīng)風(fēng)偏檢驗(yàn)適當(dāng)加跳線串后,能滿足沿海地區(qū)防污、防雷及防風(fēng)要求。
(4) 通過計(jì)算,現(xiàn)有的典型標(biāo)準(zhǔn)塔大部分在增加絕緣子后能夠滿足風(fēng)偏要求,個(gè)別不能滿足要求的塔型可使用一串合成絕緣子或加耐張?zhí)€串處理。
(5) 預(yù)期通過上述方案進(jìn)行調(diào)爬后,線路的污閃跳閘率和雷擊跳閘率可下降37.5%~40%。
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