送电线路防污、防雷及风偏的综合治理
北极星电力网技术频道
作者:佚名
2008/5/7 17:50:41
珠海电力局张运周孙延玺摘要珠海属于亚热带季风气候，其气象条件环境特点受海洋影响，造成积污速度快，绝缘子串火花放电严重，污闪跳闸率高。且因雷暴日多，雷电活动强烈，其雷击跳率更高。本文根据多年运行经验，在讨论防污为主的同时，也涉及风偏的综合治理。关键词防污防雷风偏综合治理1.1998～2002年珠海地区污闪情况及原因分析1.1污闪故障110~220KV线路5年中共运行33.3百公里•年，在此期间发生污闪跳闸9次，污闪跳闸率为0.27次\百公里•年，大于规模推荐值的0.1次\百公里•年.污闪跳闸的特点是时间较集中，但并非每年都发生，平均2～3年发生一次。从历史来看：在1991～2002年春季珠海地区110～220KV线路共发生污闪跳闸11次，此期间线路运行46.039百公里•年，污闪跳闸率为0.239次/百公里•年。1998～2002年春季5年中有3次发生过污闪跳闸，1999年220KV线路跳闸率为2.036次/百公里•年（超出规程推荐值19倍），110KV线路污闪跳闸率为0.25次\百公里•年。2002年220KV线路跳闸率为0.217次/百公里•年，2002年春季220KV线路跳闸率为0.56次/百公里•年。总体看来，污闪跳闸率远远超过了0.1次/百公里•年的推荐值，因此，必须进行综合治理。1.2绝缘子串污秽火花放电情况除上述在污闪跳闸的年份绝缘子均有火花放电情况严重外，在没有污闪跳闸的年份也发生多条线路、多基杆塔的绝缘子火花闪络放电。如1994～1997年1～3月，斗门地区夜巡时发现110KV珠斗线96＃三联杆XWP-7×8片绝缘子火花放电严重；110KV外六线143＃XP－7×7片绝缘子“打火”严重。1999年2月下旬至3月中旬，夜巡发现西区线路绝缘子串几乎有火花闪络；2002年2月下旬夜巡发现所有线路均有不同程度的火花放电，仅220KV海山线、海屏线和三大线就有70多基杆塔绝缘子串污闪放电，有的已形成贯通性火花闪络。这与珠海地区的气象特点有关，每到春季，当夜巡发现大面积污秽火花闪络时，就采取紧急措施停电清扫，预防发生污闪跳闸，否则污闪跳闸，否则污闪跳闸就会高于0.239次/百公里•年的数值了。1.3珠海地区绝缘子串积污特点（1）珠海地区位于北纬21048′与东经113003′～114019′之间，属亚热带季风区沿海城市气候。受海水盐份污染，亦可从本地区的铁塔生锈速度直观地判定盐污水平。（2）从历史气象资料和运行实践来看：1990年冬～1991年春，1992年冬～1993年春，1998年冬～1999年春，都有较长期干燥期（不计小于15mm/日的小雨），平均3年发生一次。2001年10～11月雨量仅为4.7mm，12月虽达72.1mm，但日最大雨量都小于20mm，不足以清洗污秽，因此积污时间长。（3）环境污染影响日益严重，广东是全国酸雨最多的省份，期酸雨面积高达70％，且珠海受来自珠江三角洲工农业污染影响也逐年增大。1998年共有18次酸雨，酸雨发生系数26.7％，而且不包括酸雾的占有量（下同）。1999年酸雨发生率达31.3％，倒2002年酸雨发生率则高达61.1％，PH值3.95～5.24之间，2001年酸雨发生率高达66.7％，同时珠海特区开发工业用地，挖山填土等尘土飞扬污染严重，珠海电厂密集出线走廊受电厂、化工厂混合工业污染等，其积污速度惊人。表11998～2002年春的污闪跳闸情况| 序号 | 积污期 | 最长干旱日*（天） | 污闪跳闸率（次/百公里•年） |
| 1 | 1997年10月~1998年2月30日 | 30 | 0 |
| 2 | 1998年9月~1999年2月25日 | 43 | 2.036 |
| 3 | 1999年11月~2000年2月9日 | 38 | 0 |
| 4 | 2000年11月~2001年2月15日 | 36 | 0.11 |
| 5 | 2001年10月~2002年3月28日 | 26 | 0.566 |
*：指无雨期。1.4污闪及火花放电原因分析（1）由于环境污染变化而未及时进行污区分布图的修改，因此爬电比距λ为：在1999年以及前110KV线路采用7片防玻璃绝缘子（或防污型瓷绝缘子，下同），λ＝2.2cm/KV；220KV线路采用13片防污玻璃绝缘子，λ＝2.06cm/KV若再考虑有效系数，则只能达到GB16434规程中的II级污区中的中下限要求。即使在2000年以后线路进行过少量调爬改造，在110～220KV线路绝缘子串上各增加2片绝缘子，但未涂PTV涂料，即外绝缘介质未得倒改善，因此只能符合规程中的III级污区中限要求，而实际上根据近6年的盐密测量值及环境变化，污秽等级已上升倒III下限和Ⅳ级中限水平，即λ＝2.78～2.85cm/kv。（2）线路上采用合成绝缘子数量较少，在1998年以及之前，110～220KV现路上只批量采用某厂FXBW4型合成绝缘子共计900多支，在运行中1999年抽查6支试验，均发现拉力下降幅度较大，其主要原因是第二批合成绝缘子工艺是外楔式端头而对于第三代合成绝缘子整体注射压接头式端头，在1999年后至今也只用了1800支（其中83％有约1500支还是2002年3月更换）没有大面积推广使用的主要原因是由于其雷电冲击放电电压较同电压等级的玻璃绝缘子或瓷质绝缘子低，若FXBW4－220/100。U50＝1000KV，而15片玻璃绝缘子的雷电冲击放电电压U50＝1200KV。再考虑到交跨越因素和机械强度较弱等原因，致使没有广泛采用合成绝缘子。（3）受沿海地区的海盐污染。虽然珠海地区干旱日较内地少（见表1），但因受风向影响海盐中含有大量NaCL,KCL等均匀附着于。海盐污染不同于内地的CaSO4、Na2SO、K2SO4的非工业污染，前者薄薄一层盐密分布均匀，有如人工污秽，虽盐密小也容易产生火花。日本由于台风带来海盐污闪事故占大部分也说明了这个道理。2.1998～2002年珠海地区雷击故障及治理方案2.11998～2002年6月珠海地区雷击故障情况珠海地区线路大多位于山丘，其雷击跳闸虽绝对次数多，但折算为Td=40后，与DL/T620山区N比，除1998年超标外，其余均小于或接近规程值，可见，近4年的治理效果是比较好的。表2治理后雷击故障情况| 年份（年） | 雷电日* | 雷击故障（次） | 当年线路运行长度(百公里•年) | 雷击跳闸率（次/百公里•年） |
| 实际值 | 换算为40雷电日 |
| 1998 | 70 | 15 | 5.165 | 2.9 | 1.4 |
| 1999 | 57 | 10 | 6.1975 | 1.16 | 1.022 |
| 2000 | 55 | 5 | 8.49 | 0.59 | 0.66 |
| 2001 | 74 | 16 | 8.9573 | 1.79 | 0.45 |
| 2002 | / | 4 | 4.48 | 0.89 | / |
| 合计 | | 50 | 33.286 | 1.502 | |
*：雷电日采用气象台数据，现尚不能用雷电定位仪数据。2.2综合防雷措施在1998年以及前全面进行了接地电阻改造，1999年开始采用多种措施综合防雷，以将的珠海地区线路的雷击跳闸率，主要措施有：安装线路氧化避雷器、在塔顶打拉线分流、架设耦合地线（后因受台风影响碰现已拆除部分）、双回线路上采用差绝缘、改善避雷线整体接触电阻等措施，均已取得了一定的效果，但在实施操作方面。因技术经济及地形等原因影响，很难普及改进，今后要在防污措施中综合治理。3.线路防污、防雷的综合治理3.1防污、防雷、风偏工作线路的防污、防雷、风偏是一个系统工作，故要经过安全、技术、经济比较后，从中选择最佳方案。从经济实力出发，目前还不可能更换塔型加大塔窗来满足耐雷水平的提高和爬距的增大，只有在现有标准的典型杆塔下，从具体情况出发，校检其调爬后的风偏，在满足带电线路对杆塔及同塔双回线对下横担的最小气隙的要求下，结合珠海地区实际进行调爬。3.2防污措施防污应遵循“调爬是基础，爬涂结合是完善措施，清扫为辅助方法”的原则进行。珠海地区即是重污区，同时也是多雷区，且因受规划限制，线路70％在山地，因此调爬和防雷措施要相结合，互相有利，才是最佳方案。3.3送电线路防污调爬绝缘配置方案3.3.1根据3.1节要求，对防污、防雷进行计算，结果见表6、表7，并按风偏校验合格，得出主要方案，见表3。3.3.2调爬后的绝缘子串加长的问题，从技术方面主要是控制“带电导线对杆塔的最小空气间隙”不小于表4中数值加适当裕度；带电导线对下横担距离：220KV不小于2.2.M，110KV不小于0.5M。表3按风偏校验得出的主要方案| 电压（KV） | 耐张杆塔绝缘配置 | 直线杆塔绝缘配置 |
| 220 | ①新线路18片LXHY4涂6片RTV；②旧线路个别塔不便改动，可全串涂RTV | ①新线路2片玻璃绝缘子加1支LXHY4－220；②旧线路不便改动15片玻璃绝缘子全涂RTV。 |
| 110 | ①新线路9片LXHY4全串图RTV；②旧线路个别塔不便改动，可全串涂RTV | ①新线路2片玻璃绝缘子加1支LXHY4－110；②旧线路不便改动9片玻璃绝缘子全涂RTV。 |
注：上述防污型玻璃绝缘子LXHY4型，也含自贡FC、BC型。表4带电导线对杆塔最小空气间隙| 过电压种类 | 风速 | 最小间隙 |
| I级气象区风俗 | 风俗不均匀系数α（取自DL/T620附录B） | 110KV线路 | 220KV线路 |
| 雷电（大气）过电压 | 15 | 0.75 | 1.0 | 1.9 |
| 操作过电压 | 17.5 | 0.7 | 0.7 | 1.45 |
| 工频电压 | 35 | 0.61 | 0.25 | 0.55 |
3.4调爬后的风偏校验3.4.1按DL/T5092设计规程典型气象I类的气象参数，并以珠海地区多年的设计气象条件为依据。3.4.2计算风偏角θ山区及丘陵的KL=LV/LH=0.75-0.65分别计算。3.4.3经过对珠海地区16种塔型的计算结果表明：110～220KV垂直双分裂导线的最大串长，无论是合成绝缘子加2片玻璃绝缘子，还是分别采用9片或15片玻璃绝缘子，绝大部分满足带电导线对杆塔的最小空气间隙并还存在裕度，且同塔双回对下横担亦能满足规程要求。4.调爬后的电气绝缘性能比较4.1性能比较| 电压（KV） | 绝缘子串 | U50雷电冲击电压(KV) | *爬电比距（cm/KV） |
| 110 | 7片玻璃绝缘子 | 690 | 2.213 |
| 9片玻璃绝缘子 | 860 | 2.846 |
| 1支合成绝缘子加2片玻璃绝缘子 | 808* | 3.241 |
| 220 | 13片玻璃绝缘子 | 1200 | 2.055 |
| 15片玻璃绝缘子 | 1370 | 2.372 |
| 1支合成绝缘子加2片玻璃绝缘子 | 1185* | 2.862 |
注：爬电比较未考虑有效系数，带*号数字未经试验，为估计数值。4.2220KV绝缘子串片数的对比分析220KV悬垂绝缘子串采用13片、15片玻璃防污型绝缘子的对比分析，如系2片玻璃绝缘子加合成绝缘子，防雷近似15片玻璃绝缘子，防污更优。4.3合成绝缘子加玻璃绝缘子的防雷效果当合成绝缘子加上2片玻璃绝缘子后，运行证明可消除单纯用合成绝缘子造成多种原因跳闸，而且可以提高合成绝缘子的U50雷电冲击水平。5.结论（1）防污、防雷风偏的综合分析论证只是一个开端，我国幅员辽阔，各地气象环境差别很大，应根据实情作出最佳的技术经济选择。（2）直线塔调爬时选用2片玻璃绝缘子加一串第三代合成绝缘子（个别采用双串）即满足了机械强度要求，防污和防雷水平也相应得到提高，当经风偏检查及时对同塔双回下横担间隙检查后，能较好地满足沿海地区防污和防雷的要求。（3）耐张塔在原来基础上，110KV线路增加2片、220KV线路增加4片玻璃绝缘子，基本上满足耐张段的机械要求。同时，全串或部分涂RTV涂料，大大改变绝缘子表面介质性能。当转角耐张杆塔经风偏检验加跳线串后，能满足沿海地区防污、防雷及防风要求。(4)通过计算，现有的典型标准塔杆在K=0.75和KL＝0.65的计算条件下，大部分在增加绝缘子后能够满足风偏要求，个别不能满足要求的塔型可使用一串合成绝缘子或加耐张跳线串处理。（5）预期通过上述方案进行调爬后，线路的污闪跳闸率和雷击跳闸率可下降37.5％～40％。
来源：中国带电作业网
