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【防雷工程】浅析油田配电线路雷害分析及防雷措施

来源:http://www.kmytkj.com/news/79.html发布时间:2019-01-22

【防雷工程】浅析油田配电线路雷害分析及防雷措施。油田电网雷害原因的分析

雷击过电压后造成较多的事故是:悬垂击穿脱落、导线落雷烧断、避雷器爆炸、绝缘子击穿、电缆头击穿、瓷瓶击碎、穿墙套管击穿、开关击坏等。雷害事故频繁,除了油田电网地区雷电天气活动频繁、油田电网线路处于平原易受雷击等因素外,还有以下一些的原因。

(1)系统本身的防雷水平

在6-35kV电网中,主要是靠安装在线路上的避雷器进行保护,而这些避雷器一般安装在变电所的出线侧或配电变压器的高压侧, 线路中间缺少保护, 如果线路遭受雷击, 即使避雷器动作, 线路绝缘子或悬垂在较高的雷电过电压作用下也会闪络或击穿脱落,这也是雷害中常见的现象。6kV~35kV 电网容易发生孤光接地过电压和铁磁谐振过电压。雷电流过后的工频续流不能可靠熄孤而形成间歇性的电弧接地。电弧的间歇性熄灭与重燃会引起网络电磁能的强烈振荡,产生较高的弧光接地过电压,该过电压可达3.5倍高相电压,且持续时间长,会引起避雷器爆炸。另外雷电过电压还会激发电磁式电压互感器产生铁磁谐振过电压,也会对避雷器运行有不利影响。还有些避雷器由于质量的原因在运行中受潮或间隙动作后不能可靠熄弧引起爆炸,造成电网接地短路事故。在油田电网的雷害事故中,有过30多起避雷器爆炸事故。

(2)防雷工程防雷设备接地不良问题

如果接地不良,避雷器等防雷设备则形同虚设。良好的接地可以泄漏大部分雷电流,保障系统的安全。6kV~35kV 配电型避雷器接地有相当一部分接地电阻超标。另外一些避雷器的接地引下线采用带绝缘外皮的铅线做接地引下线。如果引下线内部折断,不容易发现,且两边的连接头容易锈蚀。还有些避雷器的接地引下线在埋入土中与接地体连接处,由于腐蚀电位差不同,容易发生电化腐蚀而断裂。

(3) 柱上开关和刀闸的防雷隐患

在6kV~35kV电网上安装了一定数量的柱上开关和刀闸,这对保证电网运行方式的灵活性,提高供电的可靠性起了很大的作用,但这些柱上开关和刀闸没有安装避雷器保护,或仅在开关侧装避雷器保护。这样当开关或刀闸断开时, 线路遭受雷击, 雷电波沿线路传播到开关或刀闸断开处,将发生雷电波的全反射,反射后雷电压将升高一倍,该电压会危及开关或刀闸的绝缘,使开关内部或外部绝缘发生击穿或闪络。如35kV河净线开关就曾被雷击损坏。

(4) 多回路同杆架设问题

为了减少占地、节约投资往往采用多回路同杆架设。一旦线路遭受雷击,引起线路断线或绝缘子对地击穿,击穿后工频续流较大, 由于同杆架设的各回路之间距离较小,则持续的接地电弧将使空气发生热游离和光游离,电弧的游离会波及到其他回路,造成同杆架设的其他线路过电压。如2002年35kV辛南线24#杆处遭受雷击烧断导线后,就造成同杆塔架设的35kV辛城线过流保护跳闸。

(5) 防雷工程配电变压器雷害事故

目前大多数配电变压器的防雷保护, 只是在变压器的高压侧安装有一组避雷器进行保护, 低压侧不装避雷器, 这在少雷区是可行的, 但是在多雷区, 就经常发生配电变压器雷击损坏的事故。变压器损坏的同时还会造成线路接地短路引起线路跳闸。例如2003年由于盐场临时变压器雷击造成绕组短路,引起35kV广王线过流保护跳闸。

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(6) 35kV线路防雷问题

35kV线路由于在变电所有1km~2km的进线段保护,且线路的绝缘水平较高,雷害事故比6kV和10kV少,但35 kV网络中要特别注意备用线路的防雷问题。即那些开关断开而线路刀闸在合闸状态的热备用线路,一旦线路遭受雷击,雷电波沿线路向变电所传播到开关断开处,会发生全反射,形成2倍的过电压,造成开关损坏事故。35kV线路,由于没有直击雷保护措施,也时有发生直击雷事故,击断导线或击中杆塔,使线路跳闸。

油田电网线路防雷措施的研究

根据电网遭受雷害记录的分析和研究,结合油田电网地理、天气状况,可以采取以下措施,提高线路的防雷水平,减少油田电网线路雷击几率。

(1) 增设避雷针、避雷线

在适当雷电活动密集区域地段架设避雷针防直击雷, 对线路上容易遭受雷击的杆塔,可在杆顶加装避雷针,或在若干基杆塔上架设避雷线以防止直击雷。其具体的做法可在每基杆上安装避雷针, 避雷针伸出电杆顶端2m, 避雷针引下线用圆钢,接地装置用角钢,接地电阻应小于4Ω。

(2) 对线路避雷器合理选择、使用、维护

对于中压电网,线路避雷器是一个非常有效的防雷措施。根据油田6kV~35kV电网的情况, 在避雷器的配置上可在如下方面进行改进:

a)在雷电活动频繁地区和容易遭受雷击的线路杆塔上加装线路避雷器进行保护。在位于空旷地带的6kV(10kV)线路上加装专门的避雷器。在多雷地区,则每杆装一组避雷器, 从而起到避雷作用, 减少雷击断线事故。

b)选用保护性能好的金属氧化物避雷器,淘汰碳化硅避雷器,对6kV(10kV)输电线路加装带脱离装置的无间隙避雷器和有外串联间隙避雷器两种避雷器。应用中以无间隙氧化锌避雷器为主,安装于用户侧和电站侧;串联间隙氧化锌避雷器为辅,安装于巡线困难的地区,以取得好的防雷效果。

c)避雷器的安装地点尽量靠近被保护的配电变压器。防雷的地网与工作地网不能有连接,而且工作地网与防雷地网的距离保持6m 以上,工作地网不能与水泥电杆和其它导体接触,且接地电阻值应符合配电变压器容量,超过100kVA 的接地电阻不宜超过4Ω,变压器容量在100kVA 及以下的接地电阻5Ω~10Ω。

d)在柱上开关和刀闸两侧装避雷器保护, 以防止线路遭雷击后开路反射。

e)在35kV进线终端杆加设线路避雷器, 限制沿线路侵入到变电所的雷电波。在线路备用时, 可以防止沿线路侵入的雷电波开路反射击坏开关设备。

f)在配电变压器的高、低压侧同时加装合适的避雷器进行保护,防止正变换过电压和逆变换过电压造成配电变压器的损坏。

(3) 安装电抗线圈

电抗线圈一方面可以降低雷电波的陡度,保护电气设备尤其配电变压器的匝间绝缘;另一方面雷电波通过电抗线圈后会产生电阻和电晕损耗,幅值降低可使避雷器正常发挥作用,达到保护电气设备主绝缘的目的。可以在变电站油井线路出线侧安装可调空心限流电抗器。在每台配电变压器上安装成品电抗器不经济,可以利用现有条件,将变压器下引线预制长一些,把在靠近熔断器一侧的导线绕制成空心电感线圈,减少雷电波对配电变压器绝缘的损坏。

(4) 安装自动跟踪补偿消弧装置

35kV系统中性点经消弧线圈接地后可降低电网雷击闪络接地故障电流的建弧率,减少线路跳闸。自动跟踪补偿消弧装置对于防雷也是非常有效。对电容电流超过10A的电网,安装自动跟踪补偿消弧装置进行补偿,可有效降低线路建弧率。同时,中压电网加装自动跟踪补偿消弧装置后还能有效地防止弧光接地过电压和铁磁谐振过电压。

(5) 提高线路绝缘水平

可以在耐张及悬垂杆绝缘子串上增加一片绝缘子。在雷击集中区域,可以考虑提高一个电压等级。如对铁横担线路使用比额定电压高一个等级的针式绝缘子。可以把铁横担接地,减少发生相间短路的机会。

(6) 改善中压电网杆塔和防雷装置的接地

35 kV进线段架空地线杆塔的接地电阻不应大于10Ω, 终端杆接地电阻不应大于4Ω。避雷器和配电变压器的接地电阻不应大于10Ω,重要变压器和避雷器的接地电阻不应大于4Ω。避雷器等防雷设备的接地引下线要用圆钢或扁钢,防止连接处锈蚀和地下部分因锈蚀开路。也可借用斜拉线作为接地线。

(7) 提高自动重合闸的投运率

因为雷电过电压造成的击穿大都是瞬时性故障,所以绝缘子放电后一般都能自行恢复绝缘,自动重合闸是减少雷害事故、保证供电可靠性的主要手段。

(8) 加强电网的运行维护

加强设备和防雷设施的巡视检查,加强避雷器的维护试验,及时发现缺陷和隐患进行处理,防止避雷器自身故障或者失效而造成的事故。积极引进防雷新技术,如新型避雷针、避雷器、雷电定位系统等。还要加强技术管理工作,认真总结运行经验,进行防雷技术知识的培训,建立技术资料台账。

结论

【防雷工程】浅析油田配电线路雷害分析及防雷措施。通过对防雷装置的研究,电力管理总公司针对桥西线、物探线、广王线、六垦线等部分特殊易遭受雷害的线路有选择地试点加装了脱离式线路避雷器,经过一个雷雨季节的考验,未发生一起雷电引起的事故,确实起到了的避雷的作用,效果明显。通过在几条线路上的使用,切实达到了防止雷害的目的。同时,为解决电网雷害提供一个理论依据和长远的防雷目标。输配电线路防雷是一个系统工程,需要多方位地考虑,并采取综合的治理措施,不断强化配电网防雷措施的设计、防雷设备的选型、产品采购、安装施工、运行维护全过程的管理,才能有效地防止雷害事故, 减少雷击跳闸率,提高电网的安全运行水平。(

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