煤矿系统防雷
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油田配电线路防雷现状及预防雷击措施探讨

来源:网络 时间:2017年3月15日 点击:487

前言: 随着油田企业的发展,安全生产的理念深入人心,用电安全一直是油田企业最为重视的环节。6-10kV属于中压网络,在采油厂生产中使用较多,具有点多、面广、战线长等特点,该网络为网状结构且电网的绝缘水平较底,易发生雷击事故。据统计在该电压等级的电网中雷击跳闸事故居高不下,据对供电部门的运行调查,在配电网络中, 雷击跳闸率占其总故障率的比例较高。且经常发生配电变压器、柱上断路器、隔离开关等设备被雷击损坏的事故, 也时常发生线路绝缘子闪络, 极大地影响了配电线路的供电可靠性,对油田正常生产造成一定影响。为此,需要详细分析油田配电线路遭受雷击的现状及原因,制定相应的防雷措施,提高油田配电线路运行的稳定性。 1 油田配电线路现状及造成雷击事故原因分析 1.1油田配电线路现状 6-10kv配电线路是油田电力系统的大动脉,它将电能输送到油田的各个角落。6-10kV高压配电线路具有点多、面广、战线长等特点,曲折迂回,分布在广阔旷野之中;架空线凸出地面,不能受到建筑物及树木的屏蔽,地下油水管线密集,气候潮湿,这些都是容易落雷的条件。加之6-10kV配电线路绝缘水平低,线间距离小,又无避雷线,所以易遭受直击雷;且受感应过电压后又极易引起绝缘子和避雷器闪络、击穿、烧坏导线或设备,造成线路跳闸停电。线路跳闸后,一般要恢复正常生产需2~3h,给油田生产造成严重损失。 1.2 造成雷击事故原因分析 (1) 6-10kV配电线路绝缘和耐雷水平低。按照电网有关设计规程,35kV以上的输电线路全线安装避雷线,而对于10 kV 以下的线路未做规定,因此配电线路耐雷水平低有一定的客观原因。 (2)避雷器老化,部分产品质量、技术性能较差,或者在长期运行中老化、受潮,雷击时容易被击毁。目前对于避雷器等绝缘器件缺乏有效的检测手段,使得许多存在缺陷的避雷器不能被及时发现和处理。 (3)接地系统存在问题。一方面是因盗窃破坏使接地线断线、接地极丢失,无泻放“雷电流”的通道,由于避雷器的接地下引线裸露在电杆的外面,经常因盗窃破坏使接地线断线,从而使雷电流不能够释放到大地中;另一方面是接地极长年埋在碱性土壤中腐蚀严重,增大接地电阻,造成泻放“雷电流”的通道不畅通,从而影响了电网的防雷效果。 2 配电线路防雷措施 运行经验表明, 提高线路耐雷水平, 减小雷击跳闸率的一般措施有: 降低杆塔的接地电阻、提高绝缘子的绝缘水平、采用藕合地线。实践证明在有些雷电活动强烈的地区, 仅采用上述措施难以奏效。对6-10kV配电线路避雷器, 除需满足有关行业标准规定外, 从输电线路的实际情况出发, 还应满足线路防雷的特殊要求。 (1)线路避雷器必须体积小、重量轻、结构紧凑, 以便于安装在现有杆塔上。 必须进行特殊的安装方式设计, 以满足不同杆塔形式的安装要求, 且结构简单, 便于安装和更换。 (2)避雷器的保护水平与线路绝缘子串应有良好的绝缘配合, 尤其是带串联间隙线路避雷器, 其50%冲击放电电压和伏秒特性应小于线路绝缘子的放电特性, 正、负极性分散性应控制在很小范围以内。 (3)由于安装地点大多处在偏远山区, 避雷器的维护和更换十分不便, 因此必须保证避雷器的运行可靠性, 不应影响系统的正常运行, 达到免维护的使用要求。线路防雷应考虑其经济适用性, 除了从线路的实际情况出发合理配置线路避雷器外, 还要求避雷器的保护距离尽可能增大, 经合理设计, 无间隙线路避雷器可满足这些要求。 (4)改善配电电网杆塔和防雷装置的接地,即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。线路避雷器的接地引下线要用圆钢或扁钢, 应采取连接处锈蚀和地下部分因锈蚀开路的措施。 3 配电线路防雷效果 (1)在线路上使用带脱离器的复合外套金属氧化物避雷器,提高线路抗雷和故障排除能力。避雷器带脱离器的目的是当避雷器在异常情况下发生故障损坏时,工频短路电流使脱离器动作,脱离器接地端自动脱离,使故障的避雷器与系统脱离,并表明故障避雷器需要更换。这样不仅可以防止雷击闪络后转化为稳定的工频电弧,同时可以很好地解决由于避雷器损坏而造成的故障不易发现的问题,可以使泄雷避雷器及时退出运行,快速有效地排除故障,恢复供电,减少停电损失。 (2)接地装置必须完善,为雷电流提供通畅的排泄通道,减少故障发生。接地装置的主要作用在于:当配电线路发生雷击时,接地极与避雷装置配合,通过自身与大地形成回路,能将瞬间的强电流释放到大地,避免强电流冲击被保护的电气设备和绝缘瓷件,减少雷击造成的电气设备烧毁和绝缘瓷件击穿故障的发生。因此要保证6-10kV配电线路的安全、平稳运行,完善接地装置是至关重要的。 (3)在配电线路上加装分段开关,缩小雷电引起的停电范围。分段开关一般选择带过流保护的真空断路器,在一条线路的分支以及容易受雷击部位的前端进行安装。当线路遭受雷击时,受雷击部位的前段开关首先跳闸,将故障点断开,避免造成大面积停电;同时,当线路发生接地故障时,可以分段拉路寻找故障点,快速查找和排除故障,减少线路中断供电的范围和时间,减少停电损失。 (4)推广使用玻璃钢横担,提高电网的绝缘水平,减少雷击事故的发生。玻璃钢横担是一种良好的绝缘材料,具有机械强度高、韧性好、吸水性低、抗腐蚀能力强等优点,用其取代普通角钢横担,既能保证原有的机械强度,又可增加配电线路的绝缘水平。玻璃钢横担在物理机械性能方面,气拉伸强度与弯曲强度均较大,在电气技术性能上,玻璃钢横担比角钢横担具有明显的优点。其防雷效果较好,可减少配电线路雷击事故的发生。 (5)采用多种新型绝缘子提高线路绝缘水平,增强线路抗雷击能力。6-10kV 配电线路在每年雷雨季节发生的雷击事故很多,多次发生瓷瓶炸裂和断线事故,主要原因是目前配电线路上使用的瓷质瓷瓶与导线接触面的釉质绝缘容易被磨损掉,雨淋后绝缘子的绝缘程度降低。当导线遭遇雷击时,雷电流从这些绝缘薄弱点将绝缘子支柱击穿,形成泄放雷电流的通道,瞬间产生高温而使绝缘子炸裂,导线掉落在横担上形成稳定的接地并产生电弧,在短时间内使导线烧断。硅橡胶有机复合绝缘子作为性能优良的新型绝缘子,它内部由绝缘性能极好的树脂浇注而成,外层为耐磨防潮的硅胶包裹,具备了憎水性、抗老化、耐电蚀能力强等优点,有效地防止了绝缘子因长期磨损造成绝缘降低;同时降低绝缘子的建弧率,从而提高了6-10kV配电线路的耐雷水平,起到很好的防雷作用。通过调查发现,PS-15T/300 型柱式绝缘子耐雷击等各项指标均明显优于普通针式绝缘子,耐雷击效果也比较好。 参考文献: [1] 刘金海,李政.雷击对仪表系统的影响[J].油气田地面工程,2005,24(10):26. [2] 李景禄.关于中压电网防雷保护现状的分析与探讨[J].电瓷避雷器,2003 (4):33-35. [3]倪承波,朱斌.胜利油田输电线路防雷的研究[J].电瓷避雷器,2006(3):38-43.作者简介:文越、19900606、男、助理工程师、大学本科。

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