油田6-10kV配电线路防雷措施与方案评估的研究

摘要

油田6-10kV配电线路容易发生雷害事故，油田生产因此而受到严重影响。因此，开展油田6-10kV配电线路的防雷研究，对油田的安全生产意义重大。
　　 本文运用风险矩阵的评估理论对吉林油用6-10kV配电线路的雷害风险进行评估，根据评估结果将线路划分为最低风险区、较低风险区、一般风险区、较高风险区和最高风险区这5个不同的风险等级，为后续针对性防雷措施的研究和制定奠定了基础，也可给差异化防雷提供参考。
　　 本文运用ATP-EMTP建立了油田实际线路的仿真模型，分析了架设避雷线、安装避雷器、安装保护间隙、降低接地电阻等多种措施的防雷效果，仿真及计算结果表明：1)避雷线能有效提高线路的耐雷水平，降低其雷击跳闸率，与线路未采取任何防雷措施相比，架设避雷线使线路雷击跳闸率从2.82[次/(100km·年)]降低到1.73[次/(110km·年)]，雷击杆塔塔顶和避雷线档距中央时，使得线路的耐雷水平从1.47kA分别提高到9.36kA和14.21kA。2)与线路未采取任何防雷措施相比，每隔3杆安装一组避雷器时，雷击跳闸率从2.82[次/(100km·年)]降低至2.47[次/(100km·年)]；雷击避雷器安装杆塔顶时，线路耐雷水平从1.47kA提高到5.30kA；所有杆塔都安装避雷器后理论上线路耐雷水平足够高，雷击跳闸率接近于0；易击杆两侧的3个杆塔都应安装避雷器，耐雷水平可提高至126.9kA；易击相全部安装避雷器使得耐雷水平从1.47kA提高到11.10kA。3)油FR线路P-15型绝缘子保护间隙距离应选择14.6-15.8cm之间，安装保护间隙使雷击跳闸率由2.82[次/(100km·年)]略微增大到2.84[次/(100km·年)]。
　　 基于以上仿真分析，结合各项措施的技术经济性分析及雷害风险评估结果，得到不同风险等级线路的防雷方案：最低风险区的线路，采用保护间隙与自动重合闸组合，加强已有防雷设施的维护；较低风险区的线路，若线路无避雷器，则易击杆及该杆两侧的3个杆塔均安装避雷器，其余线路隔3杆安装一组避雷器，易击相全部安装避雷器，降低避雷器的接地电阻；若线路已安装避雷器，接地电阻不合格的要降低至符合要求；一般风险区的线路，采用全线架设避雷线的措施，降低接地电阻；较高风险区的线路，采用全线安装避雷器的措施，降低接地电阻；最高风险区的线路，采用全线架设避雷线且杆塔全部安装避雷器的措施，降低接地电阻。最后在以上研究基础之上，开发了一套油田线路防雷分析系统以方便用户使用。