Am 14. Oktober wurde das von State Grid Anhui Electric Power Co., Ltd. und State Grid Electric Power Research Institute Wuhan Nanrui Co., Ltd. gemeinsam entwickelte Verbundgehäuse mit Metalloxid-Ableiter in Reihenschaltung für ± 1100 kV-Übertragungsleitungen installiert 3-Grundeisenturm des Anhui-Abschnitts der Jiquan-Linie. Installation und Inbetriebnahme wurden abgeschlossen und offiziell in Betrieb genommen.
Fassen Sie das Gesetz der Blitzaktivität zusammen und bewerten Sie das Risiko von Blitzschäden
Ende 2018 wurde die Jiquan UHV-Übertragungsleitung mit ± 1100 kV von der Konverterstation Zhundong (Changji) in Xinjiang bis zur Konverterstation Xuancheng (Guquan) in Anhui in Betrieb genommen. Die Linie führt durch sechs Provinzen, darunter Xinjiang, Gansu und Anhui, mit einer Gesamtlänge von 3.304,7 Kilometern.
"Angesichts der Bedeutung der Jiquan-Leitung haben wir vor der Inbetriebnahme der Leitung die Blitzschutzmaßnahmen der Leitung unter der Organisation des State Grid Equipment Department untersucht." Wei Min, Direktor der Übertragungsabteilung der Anhui Electric Power Equipment Department des State Grid, stellte vor: „Zusätzlich zu Blitzschutzmaßnahmen wie der Reduzierung des Erdungswiderstands des Turms haben wir die Forschung und Entwicklung von ± 1100-kV-Blitzableiter. Da die Ausrüstung in den Hochspannungsleitungen der Welt verwendet wird, gibt es keine Referenz für die entsprechenden Blitzschutzarbeiten, und die Forschungsarbeit steht vor vielen Schwierigkeiten."
Im Januar 2019 schloss sich das Anhui Electric Power Research Institute mit Wuhan NARI Co., Ltd., Global Energy Internet Research Institute Co., Ltd., Tsinghua University usw. zusammen, um ein Projektteam zu bilden, ausgehend von den Blitzschutzeigenschaften von ± 1100-kV-Übertragungsleitungen, die Forschung und Entwicklung und Anwendung von Ableitern sowie die Entwicklung und Anwendung von Ableitern. Beginnen Sie mit der Entwicklung und Anwendung intelligenter Online-Überwachungsgeräte und -plattformen, um Blitzschutzforschung zu betreiben.
„Blitzableiter können Geräte auf Übertragungsleitungen vor Blitzüberspannung schützen. Im ersten Schritt haben wir die Blitzaktivität in den Gebieten entlang der ± 1100-kV-Jiquan-Leitung statistisch analysiert, die Blitzaktivitätsregeln zusammengefasst und eine Blitzbedrohungs- und Risikobewertung durchgeführt die Linie." sagte Liu Jing.
Das Projektteam zählte den Turmtyp, den Gangabstand, die Turmhöhe des 6079-Basisturms entlang der Jiquan-Linie sowie die Topographie, den Klimatyp und die Höhe des Gebiets, in dem sich der Turm befindet. Blitzparameter wie Bodenblitzdichte und Blitzstromamplitude jedes Basismastes; Analysieren Sie unter Berücksichtigung des Einflusses von ± 1100 kV Betriebsspannung die Bemessungsspannung des Ableiters, die Blitzstoß-Restspannung und andere Parameter des Ableiters. Untersuchen Sie den Einschwingvorgang des Ableiters von einem stabilen Zustand in einen anderen bei unterschiedlichen Einbaulagen, unterschiedlichen Blitzstromamplituden und verschiedenen typischen Überspannungen.
Durch eine Reihe von Studien erfasste das Projektteam das Verteilungsgesetz des Blitzrisikos und der Blitzeinwirkung entlang der ± 1100-kV-Jiquan-Leitung genau und bestätigte schließlich, dass die Türme mit höherem Blitzrisiko hauptsächlich im Anhui-Abschnitt, im Henan-Abschnitt und konzentriert waren die Shaanxi-Sektion. Es gibt 3 Eisentürme in der Stadt Wuhu, Provinz Anhui, die sich in dem Abschnitt mit der größten Bodenblitzdichte auf der gesamten Linie befinden, und das Blitzrisiko von 2 Eisentürmen erreichte die höchste D-Stufe.
„Klasse D bedeutet, dass die Bodenblitzdichte größer als 7,98 mal/(Quadratkilometer · Jahr) ist und die Blitzaktivität am stärksten ist.“ Liu Jing sagte: „Nur durch die Anwendung eines zuverlässigen Blitzschutzsystems und die Installation von Blitzableitern mit hervorragender Leistung können wir das Risiko von Blitzschäden auf der Leitung verringern und den sicheren und stabilen Betrieb des Stromnetzes gewährleisten.“
Bewältigen Sie Probleme nacheinander und entwickeln Sie erfolgreich ± 1100-kV-Übertragungsleitungsableiter
Im Januar 2020 begann das Projektteam auf der Grundlage der Ergebnisse der Blitzgefahren- und Risikobewertung der gesamten ± 1100-kV-Jiquan-Leitung mit der Entwicklung eines Verbundmantels mit einem Metalloxid-Ableiter mit Reihenschaltung für ± 1100-kV-Übertragungsleitungen.
Ohne die räumlichen und zeitlichen Unterschiede der Blitzaktivität zu berücksichtigen, wenn die positiven und negativen Leiter der HGÜ-Übertragungsleitung vom Blitz getroffen werden, tritt ein Phänomen auf, bei dem eine Polarität stärker erodiert wird als die andere Polarität, d. h. der Spannungspolaritätseffekt der HGÜ-Leitung. Der Spannungspolaritätseffekt führt dazu, dass die Blitzschlagrate des positiven Leiters hoch bleibt, was zu einem einzelnen Kommutierungsfehler oder einem kontinuierlichen Kommutierungsfehler der Übertragungsleitung führt. Dies ist das erste Problem, das das Projektteam während des Forschungs- und Entwicklungsprozesses lösen muss. Das Projektteam führte die Forschung am HGÜ-System durch und schlug Maßnahmen vor, wie z den Wechselrichter-seitigen Stromrichter, um den Kommutierungsfehler zu unterdrücken.
Das wichtigste Bauteil im Inneren des Ableiters ist das Widerstandsblech. ± 1100-kV-Übertragungsleitungen haben höhere Anforderungen an Parameter wie die Nennspannung des Ableiters, die DC-Referenzspannung und die Blitzstoß-Restspannung des Ableiters als ± 800-kV-Übertragungsleitungen. Daher benötigt der auf der ± 1100-kV-Übertragungsleitung installierte Ableiter ein Zinkoxid-Widerstandsblech mit größerer Kapazität, niedrigerer Restspannung und stärkerer Stoßfestigkeit. Das Projektteam wiederholte Tests, um das spezifische Gewicht von Zinkoxid und anderen Zusatzstoffen in der Widerstandsfolie anzupassen, und entwickelte schließlich eine Widerstandsfolie mit den Eigenschaften große Kapazität, geringe Größe und niedrige Restspannung. „Die Höhe dieses Widerstands ist 4,4 Prozent niedriger als die des ± 800-kV-Ableiterwiderstands, die Kapazität ist 11,3 Prozent größer und das Restspannungsverhältnis ist auch viel niedriger als die des ± 800-kV-Ableiterwiderstands“, sagte Liu Jing .
Die ± 1100 kV Jiquan-Leitung befindet sich hauptsächlich in bergigen und hügeligen Gebieten und wird leicht durch Feuchtigkeit beeinträchtigt. Als das Projektteam den Silikonkautschuk-Verbundmantel des Ableiters entwickelte, wurde die Rezeptur des Silikonkautschuks und der Additive verbessert, um sicherzustellen, dass die Innenwiderstände des Ableiters, die lange Zeit in freier Wildbahn platziert wurden, nicht feucht werden und nicht verschlechtern.
Im Januar 2021 lief der erste inländische Verbundmantel-Metalloxid-Ableiter mit Serienlücke für ± 1100-kV-Übertragungsleitungen vom Band in Wuhan und bestand den Test.
Im August dieses Jahres organisierte das State Grid Equipment Department Experten, um den Praxislaufplan des Ableiters zu überprüfen. Experten waren sich einig, dass der Ableiterkörper eine hervorragende Leistung hat, bei Blitzüberspannung schnell reagieren kann, Blitzenergie freisetzt und verhindert, dass der Luftspalt zwischen dem Draht und dem Turm oder der Isolatorkette durchbrochen wird. Es hat eine gute Blitzschutzleistung für ± 1100-kV-Übertragungsleitungen und kann für den Übungsbetrieb an das Netzwerk angeschlossen werden.
Wählen Sie das optimale Installationsschema, Blitzableiter hängenden Netzwerk-Probebetrieb
Nach 10 Tagen harter Arbeit von mehr als 20 Bauarbeitern wurde am 14. Oktober dieses Jahres ein Verbundmantel mit Metalloxid-Ableiter in Reihenschaltung für ± 1100-kV-Übertragungsleitungen am 3--Basiseisenturm im Abschnitt Anhui installiert der ± 1100 kV Jiquan-Leitung.
Der Ableiter ist 11 Meter hoch und wiegt etwa 1 Tonne. Um es fest an der Turmhalterung mehr als 40 Meter vom Boden entfernt zu installieren, muss der seitliche Winddruck berücksichtigt werden, dem es ausgesetzt ist, um die Stabilität nach der Installation zu gewährleisten. Außerdem muss das Baupersonal den Luftspaltabstand zwischen dem Ableiter und dem Draht von 2450 mm genau kontrollieren, was einen Fehler von nur ± 50 mm zulässt.
Vor der Installation haben das Projektteam, die Hersteller und das Baupersonal immer wieder drei Installationslösungen diskutiert und vorgeschlagen, nämlich das Aufstellen von Ableitertürmen, die hängende Installation, die Installation von Stützkonsolen und die Verwendung von Verbundisolatorketten zur Verstärkung.
„Der erste Plan ist teuer, der zweite Plan muss die Struktur des Eisenturms verstärken, und er muss während der Installation durch den Draht geführt werden, was schwierig zu konstruieren ist.“ Liu Jing stellte vor: „Im dritten Plan ist die Stützhalterung mit dem Hauptmaterial des Eisenturms verbunden, und der Eisenturm hat eine geringe Kraft und hohe Sicherheit; es besteht keine Notwendigkeit, den Draht für die Installation und die Konstruktion durchzuführen ist schwierig, die Einbaulage niedrig und das Be- und Entladen sowie die Wartung bequem. Am Ende wurde der dritte Installationsplan von Experten genehmigt.
Um den Betriebszustand des Ableiters zu überwachen und den Anwendungseffekt des Ableiters zu verifizieren, entwickelte das Projektteam auch ein intelligentes Online-Überwachungsgerät, um das Gerät zu debuggen und während der Installation des Ableiters auf das Gerät zuzugreifen. In Zukunft werden Fachleute des Anhui Electric Power Research Institute das Gerät verwenden, um den Betriebszustand des Ableiters zu überwachen und Informationen wie die Betriebszeit des Ableiters, die Anzahl der Blitzeinschläge, Blitzstromparameter und Wellenformen während des Blitzeinschlags zu erhalten der Leitung, sammeln die Betriebsdaten des Ableiters und liefern Datenunterstützung für die anschließende Analyse der Betriebsauswirkung des Ableiters.