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【摘 要】由于我国电网的分布范围广、覆盖面大、结构复杂,还受自然环境因素和人为因素的共同制约,输电线路经常会发生跳闸、接地等故障。因此对输电线路故障产生原因的分析以及查找方法的研究至关重要。文章分析其原因,探讨其查找方法及控制,
【关键词】输电线路故障;产生原因;查找方法
工程概况:
东疆输电运检分公司主要负责哈密地区220千伏、500千伏、750千伏、±800千伏及配套线路接地极共计48条输电线路的运维任务(同比增加15条),运行线路长度2865.24公里(同比增加413.477公里)。
1.输电线路故障产生的原因
1.1雷雨气候的影响。
雷雨天气是输电线路发生故障最为频繁的一个时期,主要是因为雷云放电引起雷电过电压,影响了整个电力系统。输电线路一般采取的是架空线,当雷电发生在架空线路附近时,可以通过电磁感应和雷电直击线路这两种方式产生过电压。
这种过电压一般在110kV以下,但它对我国35kV以下的电网还是造成了较大的威胁。此外,如果雷击中铁塔等高建筑物,就会产生高达几百万伏的电压,从而产生高压雷电波,导线上瞬间有很高的电压就很容易造成跳闸、断电等故障。
1.2强风暴雨引起风偏闪络。
风偏闪络已经成为了输电线路中最为常见的故障之一。在强风环境下,尤其是在微地形区域,会使得绝缘子串向杆塔方向倾斜,减少了导线和杆塔之间的空气间隙,当间隙小于绝缘强度要求时就会产生放电现象。
总的来说,强风会影响电压闪络,暴雨通过雨水电阻率的形式影响闪络强度。在暴风雨的天气,不同影响相会叠加,就更容易引发输电线路的故障。
1.3自然灾害的影响。
覆冰后的线路质量超过预先设计的质量,就会造成架空线路机械和电气方面的事故。覆冰后的线路一方面要承受超自重,另一方面又要受到风力的影响,会使导线同时发生纵向和横向的振动,从而影响输电线路的安全运行。
1.4鸟类的频繁活动
鸟类活动对输电线路所造成的影响主要表现在三个方面:
①鸟类习惯于在高空线路附近筑巢,而筑巢物可能会横亘在导线之间,也可能在风的作用下落到绝缘子串上造成绝缘子串短接。
②鸟类的迁徙与驻扎可能会引起其他动物的追捕,比如蛇。这些动物的攀爬也会造成线路的损伤甚至是断股。
③鸟类的生活不可避免的遗留了粪便、残骸等物质,这些物质可能会缩短空气间隙引起闪络故障。
1.5输电线路的违章施工
我国在输电线路的施工过程中造成的事故屡见不鲜。由于很多施工单位不注重防护措施,忽视了机械的选择,场地人员的安全疏散等问题,造成电杆拉线断裂、导线扯断、放电区的破坏等问题不仅会影响施工过程和电力系统的完善性,还会对施工人员的人身安全造成伤害。导线的单相接地问题约占电网故障问题的90%。
1.6违章建房种树
在偏远地区,输电线路的架设受到了很多约束。如当地居民或是承包商为了经济发展可能会种植大量的树木以及违章建筑。
这些树木高度过高或者间距过近都会增加雷击和短路现象的发生概率,也会影响电力系统的正常运行。此外,违章建筑不仅会危及到电网的安全运行,也会造成人员伤害。
2输电线路的故障查找
2.1同时开展故障分析和查找工作
输电线路大都布设在空旷地带,与运维单位的距离较远,故障查找人员到达故障点需要很长的时间。
因此,运维单位在接到调度指令时,就应组织电力技术人员判断和分析故障,并立即组织查找人员赶赴事故现场,而分析结果则可以通过电话在赶赴事故现场的途中讲解和交流,这样就缩短了维修人员到达故障位置的时间。
2.2结合地面巡视和登杆塔检查
输电线路的故障点多出现在杆塔上,有时因杆塔较高、光照条件差或跳闸故障不明显,导致维修人员在地面巡视时难以发现故障点。
登杆检查可以对线路的各个部件进行近距离观察,能够详细查看绝缘子上方、导线上方的部位,有利于及时发现隐蔽的故障点。
此外,少数故障点会出在输电线路杆塔的档距中,此时,仍需要地面巡视。如果将两种查找方式有效结合,则有利于减少查找时间。
2.3充分掌握故障情况
在开展故障查找前,要进行交底工作,使查找人员充分掌握故障分析结果,明确查找范围和重点,在查找工作中做到有的放矢,进而避免遗漏故障点;查找人员要掌握输电线路的具体运维情况,了解电力设备的运行和相位情况,熟悉故障线路的周围环境、气象和地形状况等因素,并明确特殊区域和危险地点。
2.4保证数据的准确性
通常情况下,110kV及以上变电站都安装了线路故障的动态记录设备,即故障录波器。
在相关规定中,故障录波器的数值误差不得超过2km或5%,无错误判相,并能对故障前后的电流、电压进行准确记录,这为故障查找提供了有利的参考。
故障录波器提供资料的准确性由以下四方面决定:
①装置接线正确;
②装置整定的定值准确,这由定值计算、参数测量决定;
③线路改造后的二次核相;
④线路跳闸后的分析、调整和校正装置定值,这是确保装置准确性的关键。
2.5合理组织巡视
输电线路故障的查找工作主要由专门的查找人员负责,因此,必须配备足够数量的查找人员。输电线路故障的产生有一定的突发性,这就要求查找人员在数量和质量上都必须满足线路巡视的要求。
在分配人员时,要保证两人巡视,并避免因查找人员的专业技能和工作经验不足而遗漏故障点;
将经验丰富、综合素质高的员工安排在重点巡视地区,并要求所有的查找人员做好故障记录; 在巡视时,查找人员除了应关注输电线路、杆塔和电力设备的运行情况外,还需注意线路的周边环境。
3.输电线路故障预防与排除措施
3.1提高设计质量,保证合理设计。
电气设计质量的提高,有利于增加输电线路的安全性,电气设备的维护和正常运作离不开电气设计。
正确进行导线、杆塔、辅助金具和防雷装置很重要,部分设计人员毫无自身设计意识和因地制宜的环境意识,照搬照抄典型设计;就以前面所提的雷击事件而言,经后期查证,事故原因就是设计者未考虑到当地实际情况,未在设计中采取防雷措施,照搬前者设计,才导致的雷击停电故障的发生。
之后,电力工作者因地制宜从当地多雷情况出发,在杆塔上加装避雷器,才减免许多雷击事故的发生。
输电线路的安全正常运行有赖于线路的合理设计、选择线路路径、现场勘测、周密计算等。工作人员应亲力亲为进行现场地形地貌、线路路径考察,以避免不同程度故障的发生。
3.2防雷措施。
无论是哪一种工程建筑都应该做好防雷接地工程,输电线路当然也不能例外,甚至可以不夸张的说防雷接地工作是输电线路的不可或缺的环节之一,它能够保护输电线路免受雷击避雷线是常用的一种防雷措施。
防雷也可采用降低杆塔接地电阻的方式:
加深接地极的埋设深度或选择地下水位高、地下水源丰富的地点,变电所高压侧多采用各种阀型的避雷器加以保护。
就拿雷电频发的佛山地区来讲,10KV架空线路上防雷措施较少存在严重的设计缺陷致使当地因雷击而引发的停电事故频发造成了极大的经济损失。
后经多方考察研究作出了新的线路技术改进,每隔一座基塔就会安装一组避雷器,经验证,该电力线路具有良好的稳定性,取得了显著的保护效果。
3.3正确选择杆塔位置和杆型。
及时勘察线路施工地的地形和气候条件,以做到合理规避不利的地理地形位置杆塔架设,同时还应增加杆塔架设的机械强度,选用机械强度较大的强化型混凝土杆或是钢管杆,我们也可以适当加厚横担或是选择结构不易沾水的绝缘子,且具有僧水性能的涂料也是必不可少的、一定要涂抹在绝缘子的表层的。
3.4井预防污闪好外力破坏。
虽然污闪事故并不经常发生,但其危害和影响还是不可忽视的,污闪故障预防也是提高电力系统供配电安全的主要手段:采用合成绝缘子或是增加爬距、使用防污闪涂料是肪止电流泄漏。
3.5预防外力破坏。
大风刮倒树木进而毁坏线路、频发的交通故障等均是由外力造成输电线路故障。因此,工程施工前期应尽量避开树林,与林木保持适当的距离,根据杆塔位置,加设防护墩,并涂设醒目的防护标志。
4.结语
综上所述,输电线路是电力系统的重要组成部分,其与电力系统的安全、可靠有直接关系。为了降低输电线路故障造成的损失,必须提高故障查找的效率。
参考文献:
[1]曹义.复杂输电线路故障测距方法研究[D].南京理工大学,2014.
[2]康丽红,唐昆明,罗建,徐瑞林,黄金海.直流输电线路单极接地双端故障测距[J].电网技术,2014,08:2268-2273.
[3]刘健.10kV配电线路故障查找和处理方法研究[J].通讯世界,2014,19:54-55.
【关键词】输电线路故障;产生原因;查找方法
工程概况:
东疆输电运检分公司主要负责哈密地区220千伏、500千伏、750千伏、±800千伏及配套线路接地极共计48条输电线路的运维任务(同比增加15条),运行线路长度2865.24公里(同比增加413.477公里)。
1.输电线路故障产生的原因
1.1雷雨气候的影响。
雷雨天气是输电线路发生故障最为频繁的一个时期,主要是因为雷云放电引起雷电过电压,影响了整个电力系统。输电线路一般采取的是架空线,当雷电发生在架空线路附近时,可以通过电磁感应和雷电直击线路这两种方式产生过电压。
这种过电压一般在110kV以下,但它对我国35kV以下的电网还是造成了较大的威胁。此外,如果雷击中铁塔等高建筑物,就会产生高达几百万伏的电压,从而产生高压雷电波,导线上瞬间有很高的电压就很容易造成跳闸、断电等故障。
1.2强风暴雨引起风偏闪络。
风偏闪络已经成为了输电线路中最为常见的故障之一。在强风环境下,尤其是在微地形区域,会使得绝缘子串向杆塔方向倾斜,减少了导线和杆塔之间的空气间隙,当间隙小于绝缘强度要求时就会产生放电现象。
总的来说,强风会影响电压闪络,暴雨通过雨水电阻率的形式影响闪络强度。在暴风雨的天气,不同影响相会叠加,就更容易引发输电线路的故障。
1.3自然灾害的影响。
覆冰后的线路质量超过预先设计的质量,就会造成架空线路机械和电气方面的事故。覆冰后的线路一方面要承受超自重,另一方面又要受到风力的影响,会使导线同时发生纵向和横向的振动,从而影响输电线路的安全运行。
1.4鸟类的频繁活动
鸟类活动对输电线路所造成的影响主要表现在三个方面:
①鸟类习惯于在高空线路附近筑巢,而筑巢物可能会横亘在导线之间,也可能在风的作用下落到绝缘子串上造成绝缘子串短接。
②鸟类的迁徙与驻扎可能会引起其他动物的追捕,比如蛇。这些动物的攀爬也会造成线路的损伤甚至是断股。
③鸟类的生活不可避免的遗留了粪便、残骸等物质,这些物质可能会缩短空气间隙引起闪络故障。
1.5输电线路的违章施工
我国在输电线路的施工过程中造成的事故屡见不鲜。由于很多施工单位不注重防护措施,忽视了机械的选择,场地人员的安全疏散等问题,造成电杆拉线断裂、导线扯断、放电区的破坏等问题不仅会影响施工过程和电力系统的完善性,还会对施工人员的人身安全造成伤害。导线的单相接地问题约占电网故障问题的90%。
1.6违章建房种树
在偏远地区,输电线路的架设受到了很多约束。如当地居民或是承包商为了经济发展可能会种植大量的树木以及违章建筑。
这些树木高度过高或者间距过近都会增加雷击和短路现象的发生概率,也会影响电力系统的正常运行。此外,违章建筑不仅会危及到电网的安全运行,也会造成人员伤害。
2输电线路的故障查找
2.1同时开展故障分析和查找工作
输电线路大都布设在空旷地带,与运维单位的距离较远,故障查找人员到达故障点需要很长的时间。
因此,运维单位在接到调度指令时,就应组织电力技术人员判断和分析故障,并立即组织查找人员赶赴事故现场,而分析结果则可以通过电话在赶赴事故现场的途中讲解和交流,这样就缩短了维修人员到达故障位置的时间。
2.2结合地面巡视和登杆塔检查
输电线路的故障点多出现在杆塔上,有时因杆塔较高、光照条件差或跳闸故障不明显,导致维修人员在地面巡视时难以发现故障点。
登杆检查可以对线路的各个部件进行近距离观察,能够详细查看绝缘子上方、导线上方的部位,有利于及时发现隐蔽的故障点。
此外,少数故障点会出在输电线路杆塔的档距中,此时,仍需要地面巡视。如果将两种查找方式有效结合,则有利于减少查找时间。
2.3充分掌握故障情况
在开展故障查找前,要进行交底工作,使查找人员充分掌握故障分析结果,明确查找范围和重点,在查找工作中做到有的放矢,进而避免遗漏故障点;查找人员要掌握输电线路的具体运维情况,了解电力设备的运行和相位情况,熟悉故障线路的周围环境、气象和地形状况等因素,并明确特殊区域和危险地点。
2.4保证数据的准确性
通常情况下,110kV及以上变电站都安装了线路故障的动态记录设备,即故障录波器。
在相关规定中,故障录波器的数值误差不得超过2km或5%,无错误判相,并能对故障前后的电流、电压进行准确记录,这为故障查找提供了有利的参考。
故障录波器提供资料的准确性由以下四方面决定:
①装置接线正确;
②装置整定的定值准确,这由定值计算、参数测量决定;
③线路改造后的二次核相;
④线路跳闸后的分析、调整和校正装置定值,这是确保装置准确性的关键。
2.5合理组织巡视
输电线路故障的查找工作主要由专门的查找人员负责,因此,必须配备足够数量的查找人员。输电线路故障的产生有一定的突发性,这就要求查找人员在数量和质量上都必须满足线路巡视的要求。
在分配人员时,要保证两人巡视,并避免因查找人员的专业技能和工作经验不足而遗漏故障点;
将经验丰富、综合素质高的员工安排在重点巡视地区,并要求所有的查找人员做好故障记录; 在巡视时,查找人员除了应关注输电线路、杆塔和电力设备的运行情况外,还需注意线路的周边环境。
3.输电线路故障预防与排除措施
3.1提高设计质量,保证合理设计。
电气设计质量的提高,有利于增加输电线路的安全性,电气设备的维护和正常运作离不开电气设计。
正确进行导线、杆塔、辅助金具和防雷装置很重要,部分设计人员毫无自身设计意识和因地制宜的环境意识,照搬照抄典型设计;就以前面所提的雷击事件而言,经后期查证,事故原因就是设计者未考虑到当地实际情况,未在设计中采取防雷措施,照搬前者设计,才导致的雷击停电故障的发生。
之后,电力工作者因地制宜从当地多雷情况出发,在杆塔上加装避雷器,才减免许多雷击事故的发生。
输电线路的安全正常运行有赖于线路的合理设计、选择线路路径、现场勘测、周密计算等。工作人员应亲力亲为进行现场地形地貌、线路路径考察,以避免不同程度故障的发生。
3.2防雷措施。
无论是哪一种工程建筑都应该做好防雷接地工程,输电线路当然也不能例外,甚至可以不夸张的说防雷接地工作是输电线路的不可或缺的环节之一,它能够保护输电线路免受雷击避雷线是常用的一种防雷措施。
防雷也可采用降低杆塔接地电阻的方式:
加深接地极的埋设深度或选择地下水位高、地下水源丰富的地点,变电所高压侧多采用各种阀型的避雷器加以保护。
就拿雷电频发的佛山地区来讲,10KV架空线路上防雷措施较少存在严重的设计缺陷致使当地因雷击而引发的停电事故频发造成了极大的经济损失。
后经多方考察研究作出了新的线路技术改进,每隔一座基塔就会安装一组避雷器,经验证,该电力线路具有良好的稳定性,取得了显著的保护效果。
3.3正确选择杆塔位置和杆型。
及时勘察线路施工地的地形和气候条件,以做到合理规避不利的地理地形位置杆塔架设,同时还应增加杆塔架设的机械强度,选用机械强度较大的强化型混凝土杆或是钢管杆,我们也可以适当加厚横担或是选择结构不易沾水的绝缘子,且具有僧水性能的涂料也是必不可少的、一定要涂抹在绝缘子的表层的。
3.4井预防污闪好外力破坏。
虽然污闪事故并不经常发生,但其危害和影响还是不可忽视的,污闪故障预防也是提高电力系统供配电安全的主要手段:采用合成绝缘子或是增加爬距、使用防污闪涂料是肪止电流泄漏。
3.5预防外力破坏。
大风刮倒树木进而毁坏线路、频发的交通故障等均是由外力造成输电线路故障。因此,工程施工前期应尽量避开树林,与林木保持适当的距离,根据杆塔位置,加设防护墩,并涂设醒目的防护标志。
4.结语
综上所述,输电线路是电力系统的重要组成部分,其与电力系统的安全、可靠有直接关系。为了降低输电线路故障造成的损失,必须提高故障查找的效率。
参考文献:
[1]曹义.复杂输电线路故障测距方法研究[D].南京理工大学,2014.
[2]康丽红,唐昆明,罗建,徐瑞林,黄金海.直流输电线路单极接地双端故障测距[J].电网技术,2014,08:2268-2273.
[3]刘健.10kV配电线路故障查找和处理方法研究[J].通讯世界,2014,19:54-55.