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外串间隙线路避雷器在马来西亚输电线路上的选择性应用
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大多数输电线路中, 比避雷线更优的选择

July 15, 2015 • Columns, Woodworth on Arresters, 最近文章汇总

最近,我参加了一次关于线路和变电站设计的会议。会 上宣讲了一篇非常引人深思的论文。发言人提出了架设线路必须更加注重“可持续性”,向与会者以及特别是下一代输电线路的工程师提出了挑战。 当然,关于可持续性有多种可能的解释。所以,论及设计架空线路的可持续性,发言人提出了三个基本原则: -使用更少的材料(除了导线之外); -避免使用对环境造成威胁的材料或工艺;以及; -导线的安装数量要根据需要,将损耗降到最低 鉴于这是我的研究兴趣所在,不足为奇,我瞬间便被吸引,避雷器对于输电线路设计和运行可持续性的贡献有多大让我感到震惊。例如,谈到损耗的话题时,发言人建议应该使用更多的导线。虽然,这意味着降低运行温度,发言人没有具体论及避雷线引起的损耗。当我问及这个问题时,他回答:“最好的避雷线就是不要避雷线”。 事实上,我对这个问题已经思考良久直到现在。我意识到,当我们使用线路避雷器进行必要的雷电保护时,这确实是可行的。因此,本次会议的另一个宣讲也特别吸引了我,该论文估算了分段和不分段两种情况下,由避雷线造成的实际损耗是什么。基本上,分段是一种安装上的选择,即每隔大约一英里(大约1.5公里),将避雷线与铁塔绝缘,这样做是为了在整条线路长度上不形成连续的导体。(当有光纤时,上述方法可能会产生问题,但是现在已经不是问题了)。   Pages-from-CHINA10ss-4-2 大多数输电线路中, 比避雷线更优的选择 大多数输电线路中, 比避雷线更优的选择 Pages from CHINA10ss 4 2 架空避雷线引起的损耗是负荷电流的函数,即相导线的负荷电流越高,避雷线引起的损耗越大,这已经被证明了。原理很简单,但是,为了预测任何新线路在其寿命周期内的损耗,需要进行分析,对该线路的负荷电流做出假设。因此,发言者对一条345 kV的线路选用了保守的数字,随后所做的分析引人入胜。 基本上,他在一条长100英里(160公里)的线路上选择了1000安培的平均电流,该线路配备有两条避雷线。右边的 避雷线内含光纤,每英里为0.61欧姆,而左边的避雷线是铝包钢,每英里为2.4欧姆。避雷线感应的稳态电流分别是 41安培和 70安培,可转换成大致708 千瓦的稳态损耗。 发言者接着讲述,在这种情况下,并且已知铁塔和避雷线的寿命通常为30年,按照能量成本为$50/MWh进行计算,避雷线造成的累计损耗将达到现值380万美元。没错,寿命周期的损耗接近400万美元! 如果采用外串间隙线路避雷器保护该条线路,其材料和安装成本与避雷线大致相等,但完全没有能量损耗。从经济的观点看,线路避雷器设计解决方法不仅具有吸引力,而且因为需要的材料更少以及运行成本更低,还具有环境上更强的可持续性。 那么,在考虑这种选择之前,大多数线路设计者提出的第一个问题是:“什么是避雷器的可靠性?”这是一个合乎情理的提问。 如果我们考虑的是最常用的无间隙线路避雷器设计,那么,很难回答这个问题。但是,如果我们考虑外串间隙线路避雷器(EGLA),避雷器在线路电压下一直不带电,那么,很容易回答这个问题。因为没有外部泄漏电流,在EGLA寿命期内,没有电气应力施加到其工作部分,固有的可靠性很高。例如,故障率通常为大约百万分之一,即安装的每百万个避雷器中,在运行期的任何一年仅有一只发生故障。 确实,我对此的估算是,EGLA的可靠性始终很高,运行寿命高达几十年。也可以说,我在世界各地观察到的所有 "古代”避雷器中,外串间隙型总在运行中。换言之,如果用EGLA替代避雷线,评估线路可靠性时,避雷器本身的可靠性问题实质上不存在问题,不需要考虑避雷器的可靠性。 因此,我想传递一个可能所有阅读到本专栏的年轻以及年长的线路设计师面临的挑战:在设计下一条线路时,应该更加注重可持续性,考虑用EGLA替代避雷线,节约大量运行成本,减少对环境的冲击。 Jonathan Woodworth Jonathan.Woodworth@ArresterWorks.com

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