可調(diào)式過電壓保護裝置在陽煤電網(wǎng)電粉線的應(yīng)用分析

張彥生

（山西陽煤集團兆豐鋁業(yè)公司氧化鋁分公司，山西 陽泉045000）

1 技術(shù)應(yīng)用線路的運行工況

陽煤礦區(qū)電網(wǎng)電粉線為陽煤集團五礦電廠至粉末廠35 k V供電線路，全長約1.2 k m，全線共有13基桿塔，其中，8＃、13＃塔裝有HY5 WX－54／142型號線路避雷器。從電廠出線前6基桿塔在電廠內(nèi)，電廠內(nèi)桿塔為圓柱金屬桿塔，其他桿塔為角鋼鐵塔，全線路導(dǎo)線采用的是LGJ－240鋼芯鋁絞線架設(shè)，絕緣子采用的是XWP2－70型瓷質(zhì)絕緣子，串長4片，絕緣子串50%沖擊放電電壓483 k V，配合保護間隙距離為510 mm。未安裝可調(diào)式過電壓保護裝置前，線路雷擊故障次數(shù)較多，絕緣子發(fā)生過多次雷擊損壞現(xiàn)象。

2 可調(diào)式過電壓保護裝置技術(shù)分析

為改善電粉線雷雨季節(jié)運行工況，有效避免線路絕緣子在雷擊時受到損傷，最好的辦法是在雷電過電壓發(fā)生時，雷電流和其隨后的工頻續(xù)流不流過絕緣子表面，因為如果雷電流或工頻續(xù)流流過絕緣子表面時，或多或少都會使絕緣子受到損傷，且由于是固體和氣體交界面的絕緣結(jié)構(gòu)，受絕緣子表面污穢的影響和電場畸變的影響不利于電弧的熄滅，即雷電建弧率高，嚴(yán)重時會使絕緣子完全破壞。因此，為確保雷擊不會對絕緣子造成破壞導(dǎo)致跳閘事故，通過分析，在絕緣子串兩端并聯(lián)一鍍銅可調(diào)球型間隙，使間隙的沖擊放電電壓略低于絕緣子串的雷擊放電電壓，在雷擊線路閃絡(luò)時，通過并聯(lián)間隙引弧角把電弧引到該間隙處，從而保護絕緣子串免受電弧灼傷。另外，由于在雷電擊穿時，間隙擊穿是屬于純空氣擊穿，一方面電弧通過引弧角并受風(fēng)力和電動力的共同作用被拉長，有利于電弧熄滅，使雷擊建弧率下降；另一方面，如果線路跳閘后，純空氣間隙的去游離強，間隙絕緣會迅速恢復(fù)，有利于重合閘的重合成功。因而，在電粉線絕緣子并聯(lián)PKJ－35型球形過電壓保護裝置，一方面可有效保護絕緣子不受損壞，延長了絕緣子的使用壽命；另一方面可降低跳閘率，提高線路重合閘成功率。

3 可調(diào)式過電壓保護器在電粉線的安裝應(yīng)用

電粉線可調(diào)過電壓保護裝置安裝于2012年9月，其安裝間距能很好地釋放產(chǎn)生的任何形式的過電壓，有效保證線路安全運行。電粉線全線路共計12級桿塔安裝了該保護裝置，3＃塔由于耐張塔線路轉(zhuǎn)角夾角小于90°，從現(xiàn)狀分析裝設(shè)后可調(diào)距離不能滿足運行要求，超過600 mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于安裝間距技術(shù)要求，起不到過電壓保護的作用，因此3＃鐵塔未安裝可調(diào)過電壓保護裝置。

技術(shù)要求：

（1）供電線路絕緣子串加裝保護裝置必須根據(jù)現(xiàn)場實際選擇合適的間隙距離，通過測試，電粉線所需間隙距離如表1所示。

表1 電粉線絕緣子串并聯(lián)保護裝置的間隙距離

（2）桿塔應(yīng)可靠接地，其接地電阻應(yīng)不大于30Ω。

（3）可調(diào)接地支架的安裝，將接地支架置于導(dǎo)線的左側(cè)或右側(cè)300 mm處，通過緊固螺栓將其緊固在橫擔(dān)上。

（4）PKJ－35a／b型過電壓保護裝置的導(dǎo)線電極的安裝，將導(dǎo)線球形電極置于導(dǎo)線上（耐張塔的跳線上），并與接地支架的可調(diào)球形電極安裝位置基本一致，電極垂直于導(dǎo)線。

（5）PKJ－35a／b型過電壓保護裝置的可調(diào)電極的安裝，將可調(diào)電極置于接地支架的可調(diào)電極的安裝孔內(nèi)，使電極基本垂直于導(dǎo)線，并與導(dǎo)線電極水平距離保持300 mm以上。

4 可調(diào)式過電壓保護器在電粉線應(yīng)用的效果

從2012年9月安裝至今，經(jīng)過1年多時間的現(xiàn)場巡視和檢查，線路運行正常平穩(wěn)。現(xiàn)對運行情況分析如下：

4.1 線路運行安全可靠

新技術(shù)裝置投入運行后至今未發(fā)生雷擊引發(fā)的線路故障、絕緣子故障等跳閘事故，與歷年同期相比，事故率下降50%。

4.2 有效保護絕緣子，延長其使用壽命

電粉線所處的周邊環(huán)境比較惡劣，污穢嚴(yán)重，導(dǎo)致絕緣子受腐蝕，嚴(yán)重降低了線路絕緣效果，因而線路在經(jīng)受雷電時絕緣子易受到雷電損傷。在歷年對線路的春檢工作中，就曾發(fā)現(xiàn)有部分桿塔絕緣子損傷的情況，從現(xiàn)場判斷為雷電擊傷造成的損壞，并進行了更換。應(yīng)用新技術(shù)裝置后，在日常巡檢和2013年度的線路登桿春檢工作中，均未發(fā)現(xiàn)絕緣子的損傷等情況，絕緣子運行情況良好。由此可見，該保護裝置對于保護線路絕緣子，延長其使用壽命，起到了一定的作用。

4.3 有效減少了線路雷擊損傷

鍍銅可調(diào)球型間隙保護裝置的使用，有效地避免了線路受雷擊直擊的傷害，保護了線路的安全運行。由于該裝置部位未安裝雷電情況動作計數(shù)裝置，通過對該線路8＃點和13＃點安裝避雷器計數(shù)器統(tǒng)計情況看，該線路均有雷擊放電現(xiàn)象，在2013年的春檢工作中，統(tǒng)計的電粉線遭受雷擊的次數(shù)相比近幾年的雷擊次數(shù)有所減低，據(jù)統(tǒng)計2011年的避雷器動作最高達(dá)9次，而2013年的最高動作為5次，線路受雷擊次數(shù)有所減少。

經(jīng)過1年時間的運行，線路運行正常平穩(wěn)，在經(jīng)受雷擊次數(shù)較多的情況下線路仍能運行可靠。由此可見，保護裝置對降低線路的雷擊次數(shù)，對降低線路造成的雷擊跳閘情況的發(fā)生有一定的作用。但是，由于雷擊情況因雷電天氣發(fā)生的頻繁程度、雷擊強度、雷電發(fā)生位置的不同而存在較大差異，因此其保護線路免受雷擊傷害的效果還有待進一步驗證。

4.4 需進一步解決的問題

（1）該裝置自2012年9月安裝至今經(jīng)過1年多的運行，已經(jīng)發(fā)生了嚴(yán)重的銹蝕，其防雷保護作用受到極大的影響，2014年計劃進行更換，并持續(xù)追蹤。

（2）未裝設(shè)雷電動作記錄裝置，防雷擊效果不明顯。該保護裝置通過球形間隙將雷電進行消除，但是，由于保護裝置部位未配置雷擊過電壓情況下的動作計數(shù)裝置，無法從裝置本身統(tǒng)計雷擊過電壓情況下的動作次數(shù)，不能準(zhǔn)確評判其防雷擊的實際效果，下一步將完善雷電動作計數(shù)裝置。

（3）應(yīng)用線路單一，比較效果不明顯。2012年只在陽煤電網(wǎng)電粉線上安裝應(yīng)用，比較效果不明顯，今年將在神馬雙回線路上安裝使用，進一步進行效果的比對分析。

5 結(jié)語

陽泉地區(qū)地處山區(qū)，因此陽煤電網(wǎng)35 k V架空線路所處地理條件惡劣，經(jīng)常遭受雷擊，特別是由于線路絕緣子絕緣損壞造成的雷擊事故更為頻繁。因此，2012年陽煤電網(wǎng)應(yīng)用了可調(diào)式過電壓保護技術(shù)，在35 k V系統(tǒng)電粉線線路絕緣子上并聯(lián)PKJ－35型球形過電壓保護裝置進行防雷。經(jīng)過1年多的運行，效果顯著，一方面可有效保護絕緣子不受損壞，延長了絕緣子的使用壽命；另一方面可降低跳閘率，較大地提高了線路重合閘的成功率。

［1］GB50057—94 建筑物防雷設(shè)計規(guī)范［S］

［2］鄧杰文.山西陽煤集團礦區(qū)電網(wǎng)防雷技術(shù)研究［D］.長沙理工大學(xué)，2013