構架避雷針是高電壓等級變電站防止直擊雷的重要設施,然而它的傾覆將給變電站的安全運行帶來嚴重的次生災難。需找到測量構架避雷針傾斜的方法,對樞紐變電站安全運行至關重要。山西防雷檢測:本文通過空間幾何變換,將針尖與底座變換成地面上等效的兩點,這樣就可以帶電測量避雷針偏移量。在實驗室,將本文方法與實驗室方法對比,驗證了方法的正確性;在變電站,通過實測500kV潁州變構架避雷針,驗證了方法的可行性。
在500kV及以上變電所的防雷設計中,廣泛使用構架避雷針作為防止直擊雷的手段。山西防雷工程:因為構架避雷針在制作過程中存在砂眼或裂紋,在安裝過程中存在小幅度傾斜,在使用過程中受到交變風載荷的影響,所以構架避雷針存在倒桿的可能性。在某750kV變電站,發生了750kV側獨立構架避雷針斷裂和330kV側構架避雷針斷裂的事故。
太原防雷驗收:避雷針巡視檢查項目包括避雷針及引下線有無銹蝕、焊點和螺栓是否牢固、是否歪斜、裂紋三個項目。但是對于超高壓變電站中的構架避雷針,由于構架避雷針底部被遮擋,同時尺寸過大,空中沒有參照物,巡視質量難以保證。
如何在設備帶電運行情況下測量構架避雷針的傾斜,對預防構架避雷針倒桿事故,具有重要意義。
1 山西避雷塔:構架避雷針偏移值測量原理
如圖1所示,B點表示底座,A點表示針尖,C點表示構架避雷針垂直地面時針尖位置。AC即為構架避雷針針尖偏移量?,F實中無法直接測量出AC數值,故考慮找出A點及C點在地面處的垂直投影點A′及C′,則A′C′=AC ,即可確定構架避雷針的偏移值AC。
設置#1站點和#2站點。在#1站點,將1—B點的連線在地面上投影,得投影線1’;將1—A點的連線在地面上投影,得投影線站點1’’。在#2站點將2—B點的連線在地面上投影,得地面線站點2’;將2—A點的連線在地面上投影,得地面線站點2’’。
圖1 空間變換方法測量
地面上線1’與2’的焦點即為底座B點在地面投影C’,地面上線1’’與2’’的焦點即為針尖A點在地面投影A’,測量A′C′距離即為針尖與底座水平距離AC。
2 太原防雷檢測:在實驗室驗證方法的正確性
將構架和避雷針均縮小數十倍后,在無電的情況下,便可在實驗室進行測量。將測量結果與本文方法測量結果相對比,即可得出本文方法的正確性,并可進行誤差分析。在實驗室使用三腳架模擬構架,標準桿模擬避雷針,如圖2所示。使用兩種方法分別進行測量對比。
圖2 模擬構架避雷針