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防雷高科技提升配电线路免疫力
山西太原防雷检测公司发布:2022-05-11
 沿着电网线路,地图上的绿点有序分布;一张列表记录着每根电线杆上的一体式防雷绝缘子运行情况……一年多来,国网浙江诸暨市供电公司高级工程师黄建杨的手机每天会收到一份“心跳包”,用于远程掌握这一防雷设备的状态。

“历经10年产学研合作,我们研制出了第三代一体式防雷绝缘子”。黄建杨介绍,它集避雷器、绝缘子功能于一身,在防雷性能、安装运维、智能监测三方面有显著提升。该成果已先后在浙江、天津、山东、福建、江西等地开展应用,在应用范围内,因雷击造成的线路停电,从原年均423条次下降至12条次,大幅提升配网架空线路的防雷能力和供电可靠性。

强化防护效果 组合结构一拧即可

一般而言, 110kV及以上电压等级的输电网络被称为主网,直接面向用户供电的配电网络被称为配网。如果将主网比作动脉,配网则是毛细血管,后者串联着千家万户。

避雷器与绝缘子这两类部件,在电线杆上随处可见。大量雷电冲击和实验测试表明,以往避雷器和绝缘子放电有一定分散性。二者的间隙距离、避雷器的金具结构等要素,直接影响防雷效果。

将避雷器与绝缘子集成设计是一种解决方案。黄建杨联合团队通过原创设计的一体式结构、发明的电压分布优化控制技术等,固定了间隙距离等参数,有效提升了绝缘子雷电耐受力以及限制雷电放电路径。一体式结构更便于安装,工人原来组装一套防雷设备需要15分钟,现在只需花3分钟拧上三颗螺母即可。

这款一体式防雷绝缘子已迭代至第三代,累计应用6.6万余只,经历了复杂的环境考虑,均未发生雷击故障、绝缘闪络故障。

智能感应监测 雷击反馈一图查询

由于雷击电流陡度大、时间短,防雷装置异常无法提前预警,易造成保护失效。研发有效的智能化雷击和故障判别手段成为研究热点。

“防雷装置遭到雷击后,可能就留下一条缝甚至一个点,很难查出故障源。”黄建杨说,一旦发生雷击停电,工作人员可能得集体巡查,排查避雷器的故障。

针对相关难题,联合团队设计了适用于绝缘子的内置罗氏线圈电流传感器,可对电流进行采样和计算分析,实现精准故障识别。同时,基于窄带物联网技术等,使配网架空线路防雷绝缘子具备感知连接功能,并搭建起了通信和自组网。

“自组网的应用层由管理平台及配套手机App构成,可实现海量防雷绝缘子远程监控管理。”黄建杨介绍,防雷绝缘子内置适用5G标准的通信模组,可将雷击次数、雷击时间与防雷绝缘子氧化锌模块状态信息传至管理平台。

为确保防雷装置稳定持续地传输状态信息,联合团队设计了“太阳能(6.920, 0.00, 0.00%)+电池”的供能方案,保证时刻采用高效的供电方式。其中,电池一次充电可工作3个月。经中国电机工程学会组织的鉴定委员会鉴定,该成果被认为整体达到国际领先水平。

目前,我国10kV配电网架空线路运营里程接近400万公里,若能进一步提高避雷器安装效率、降低制造价格,对降低线路综合防雷成本、提升运营效益具有重要意义。

“该成果研发费用为80万元,已获授权发明专利10项,海外专利2项,有望打开海外市场”。黄建杨表示,团队将进一步压缩其生产成本,以期扩大应用范围,让供电更加稳定可靠。
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