[发明专利]电网在雷击或接地短路故障条件下管道安全评估方法

说明书

本发明公开了一种电网在雷击或接地短路故障条件下管道安全评估方法，包括如下步骤：通过试验来确定管道所在土壤的击穿场强；通过试验来确定管道防腐层的冲击耐压值以及防腐层的工频耐压值；最后，结合接地体地电位升和土壤击穿场强来判断土壤放电通道是否会到达管道处，根据防腐层的冲击耐压值和工频耐压值确定防腐层电压是否超过防腐层的耐受值。本发明技术方案，在上述安全评估的基础上，可以基于防腐层的冲击耐压值，评估不同情况下管道与接地装置的安全距离。

技术领域

本发明涉及电力工程技术，具体涉及输电网对管道安全的影响评估技术。

背景技术

电网在雷击或接地短路故障条件下，对管道产生的威胁分为两种方式：

(1)大幅值的入地电流使杆塔接地体周围的土壤被击穿，电弧的放电通道到达管道表面，直接对管道造成威胁。

(2)雷击和接地故障条件下，管道防腐层外的土壤和管道内壁的金属之间存在较大的电位差，若防腐层电压过高，可能会使防腐层被击穿。

综上所述，为了评估管道是否安全，需从两方面进行评价：

(1)土壤放电通道是否会到达管道处，可结合接地体地电位升和土壤击穿场强来判断；

(2)防腐层电压是否超过防腐层的耐受值，具体又包括防腐层的冲击耐压值和工频耐压值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种雷击或接地短路故障条件下管道安全评估方法，通过评估为防范管道安全事故提供依据。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

电网在雷击或接地短路故障条件下管道安全评估方法，包括如下步骤：通过试验来确定管道所在土壤的击穿场强；

通过试验来确定管道防腐层的冲击耐压值以及防腐层的工频耐压值；

最后，结合接地体地电位升和土壤击穿场强来判断土壤放电通道是否会到达管道处，根据防腐层的冲击耐压值和工频耐压值确定防腐层电压是否超过防腐层的耐受值。

优选的，采用土壤击穿场强试验装置进行试验来确定管道所在土壤的击穿场强，土壤击穿场强试验装置包括土壤容器、填充在土壤容器中的试验土壤、埋设于试验土壤中的埋地管道模型、插入试验土壤中的针电极，以及与针电极连接的雷电冲击电压发生器，通过雷电冲击电压发生器产生波头/波尾时间为1.2/50us的负极性冲击电压波形，并经过针电极施加到试验土壤，所述针电极连接有分压器，分压器连接示波器。

优选的，埋地管道模型使用直径3cm的空心钢管，针电极为直径15mm的铜棒，土壤容器为1m×1m×3m的木质长方体箱，试验土壤的电阻率通过均匀加水和加盐来改变。

优选的，采用锡箔包裹埋地管道模型，若试验土壤被击穿并对管道模型放电，锡箔上会出现熔融的孔洞，以此断定击穿是否发生，击穿电压波形由示波器显示和保存。

优选的，采用冲击耐压试验装置进行试验来确定管道防腐层的冲击耐压值，冲击耐压试验装置包括高压冲击电压发生器、容纳有绝缘油的试验容器、管道防腐层试片、电极、分压器、与分压器连接的示波器，管道防腐层试片放置于绝缘油中，电极插入绝缘油中与管道防腐层试片接触，并且电极连接高压冲击电压发生器和分压器，施加在管道防腐层试片上的电压波形为1.2/50μs的标准负极性雷电压波形。

优选的，采用工频耐压试验装置进行试验来确定管道防腐层的工频耐压值，工频耐压试验装置包括工频电压源、管道防腐层试片、电极、容纳有绝缘油的试验容器、分压器、与分压器连接的示波器，管道防腐层试片放置于绝缘油中，电极插入绝缘油中与管道防腐层试片接触，并且电极连接工频电压源和分压器。

优选的，分压器的分压比为10000:1，并且分压器通过同轴电缆，将电压信号传输至示波器，实现对管道防腐层试片两端工频电压的测量。