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摘要:本文从提高供电可靠性角度出发,主要讲述输配电线路安全运行的四个问题:线路的防雷,线路的抗风措施,绝缘子的防污闪,鸟害的防治等。
关键词:可靠性 输配电线路安全运行
引言
近年来随着优质服务理念的大幅提升,供电可靠性已被提到新的高度,可靠性指标已成为各局的重要经济指标,且逐年提高。目前,用户供电可靠性指标主要由县局调度所负责。其实,调度所只能对停电检修进行平衡把关,比如将临时检修合并到计划检修、进线检修须进行相关开关、刀闸检修等,以最大限度减少重复停电;然而,县级农网的35kV及以下输配电线路不够坚强,输配电线路临时性故障却是影响供电可靠性的关键。
为什么这样说呢?因为,目前大部分110kV变电站为双电源、双母线供电,部分35kV站也已建成双电源供电,最起码是双主变,因此,输变电设备故障时,一般可以将负荷转移(如:倒电源、倒主变、倒母线、通过旁母转带等),所以,输变电设备故障对供电可靠性的影响不是太大;而配电线路发生故障,负荷无法转移,是影响供电可靠性的一个很重要的因素。所以,要提高供电可靠性,输配电线路安全运行是关键。而分析引起输配电线路障的原因采取相应的防治措施,将是提高供电可靠性的关键。
笔者从事调度运行工作10多年,从我县近几年10kV线路故障统计分析发现,雷击引起的线路故障占30%多,大风引起的掉闸接地占20%左右,其他还有污闪、鸟害等均可造成线路接地掉闸,下面就这几个方面简单分析一下及应采取的措施。
一、线路的防雷
由于输配电线路分布错综复杂,鉴于目前的技术对输配电线路不可能做到绝对的防雷。输配电线路防雷性能优劣主要有两个指标来衡量:一是耐雷水平,即雷击线路绝缘不发生闪络的最大电流幅值;二是雷击跳闸率,每100kM线路每年由雷击引起的跳闸次数。所以要提高防雷水平,必须做好“四道防线”:
①使输配电线路不直击受雷。②线路受雷后绝缘不发生闪络。③闪络后不建立稳定的工频电弧。④建立电弧后不中断电力供应。
针对这四道防线可以采取下列措施:
1、架设避雷线。主要是防止雷击导线,此外,雷电流有分流作用,减少流入杆塔的雷电流,使塔顶电位下降。对导线有耦合作用,降低雷击杆塔时绝缘子串上的电压。对导线又有屏蔽作用,可降低导线上的感应电压。
2、降低杆塔接地电阻。这是提高线路耐雷水平,防止反击的有效措施。《规程》规定有避雷线的线路,每基杆塔的工频接地电阻,在雷季干燥时不超过表1所列数据。
表1杆塔的工频接地电阻值
土壤电阻率(Ω.m)100及以下 100~500 500~1000 1000~2000
接地电阻(Ω)101520 25
3、架设耦合地线。即在导线下方架设接地线的措施,是以增加避雷线与导线间的耦合作用,来降低绝缘子串上的电压。耦合地线还可增加对雷电流的分流作用。
4、采用不平衡的绝缘方式。同杆架设的双回线路,采用的防雷措施不能满足要求时,采用不平衡绝缘方式来降低双回线路雷击同时跳闸率,以保证不中断供电。不平衡的原则一般是使双回路的绝缘子串片数有差异。这样,雷击时绝缘子串片数少的回路先闪络,闪络后的导线相当于地线,增加了对另一回导线的耦合作用,提高了另一回线路的耐雷水平,使之不发生闪络,保证另一回线路可继续供电。
5、采用消弧线圈接地方式。采用中性点不直接接地方式的输配电线路雷击引起的大多数单相接地故障能够自动消除,不致引起相间短路和跳闸,而在两相或三相着雷时,雷击引起第一相导线闪络和绝缘子串上的电压下降,从而提高耐雷水平。
6、装设排气式避雷器。一般在线路的交叉处和在高杆塔上装设排气式避雷器以限制过电压。特别是带绝缘的输配电线路在受雷击时的过电压比较明显,装设排气式避雷器以限制过电压是一种有效方法。
二、加强防风及清理树障工作
我们知道风是一种自然现象,属不可抗力,尤其大风、狂风的破坏力极强,常常毁坏我们的配输配电线路造成供电故障。
大风导致线路故障的原因大致有:
1、电杆地理深度不够,刮大风时造成倒杆;
2、夏季树木生长较快,容易发生导线对树枝放电或大风折断树枝掉落在线路上,引起相间短路断线;
3、对于配电线路,由于线路水平排列,且线间距离较小,如果同一档距内的导线弧垂不相同,刮大风时各导线的摆动也不相同,导致导线相互碰撞造成相间短路。
针对上述故障,我们应采取如下防风措施:
1、加强加固杆塔的基础
检查杆塔基础是否下沉外露,埋深是否足夠,杆塔本体是否受到破坏,若不符合规程规定的要求,要及时采取措施,保证杆塔的完好性、安全性,这是防止倒杆的有效措施。要特别注意终端杆,转角杆的加固。
2、加强线路的巡视。
①检查线路、避雷线、拉线、引线是否锈蚀、松股、断股、损伤或闪络烧伤;
②检查线路弧垂是否正常;
③检查铁横担锈蚀程度;
④检查支撑绝缘子是否有裂纹;
⑤检查导线线夹,导线与绝缘子的绑线是否松动;
⑥检查线路对地,周围建筑物,尤其是对树木及其他交叉跨越设施的距离是否足够。
有不符合规程规定要求的,要及时采取措施给予整改。在巡视时要特别注意树木与线路的距离,夏季树木生长速度较快,在风中的摆动幅度较大,大风刮来时,别说是树枝,连树干都会被刮断,甚至连根拔起,把输配电线路刮断,因此应特别注意砍伐线路两边的树木。
三、绝缘子的防污闪
户外绝缘子,常年受到工业污秽或自然界盐碱、飞尘的污染,在雾霾、毛毛雨或湿度大的天气条件下,绝缘子表面的污秽被润湿,表面电导剧增,使绝缘子的泄漏电流剧增,结果使绝缘子在工频和操作冲击电压下的闪络电压(污闪电压)显著降低,甚至有可能使绝缘子在工作电压下发生闪络。为了防止绝缘子的污闪,保证配输配电线路安全运行,可采取下列措施:
1、合理的选择外绝缘的爬电比距。根据当地污秽等级的分布情况和性质,合理地选择外绝缘的爬电比距,并适当留有一定的裕度。
2、定期对瓷绝缘子表面进行清洗。在污闪或污秽季节到来之前,定期对瓷绝缘子表面的污秽物进行清洗,污秽严重地区至少半年清洗一次。
3、清理妨碍电气设备运行的物品。电气设备周围的大树、广告标语、通信线路等,都可能给输电线路的正常运行带来很大危害,应定期对这些危害源或妨碍物进行检查清理。
4、定期检查,及时更换不良瓷绝缘子。由于瓷绝缘子的材料和制造工艺等因素影响,造成其质量分散性很大;另一方面因瓷质烧结体属不均匀材料,在长期的运行中,受各种应力的作用,可能对瓷体造成损伤而导致机械性能和电气性能的下降。
5、采用防污涂料。对污秽严重地区的瓷绝缘子表面采用涂抹有机硅油,或RT涂料等防污措施,以增强其抗污能力。
6、附加硅橡胶伞裙片。对爬距小、污秽严重地区的瓷绝缘子采取在原瓷绝缘子上附加硅橡胶裙片的方法,以增加其爬电比距,提高沿面闪络电压。
7、采用防污涂料与附加硅橡胶伞裙片相结合的方法。因两者都有良好的憎水性和憎水迁移性,因此可利用防污涂料与附加硅橡胶伞裙片各自的优点、缺点,进行性能互补,消除电场分布不均和易引发雨闪、雾闪的缺陷。
8、采用硅橡胶绝缘子。在输配电线路的设计或选型中采用自洁性和憎水性良好的硅橡胶绝缘子,使设备防污能力和闪络电压上一个档次。
四、鸟类对配输配电线路危害及防治措施
近年来随着我国生态环境的不断改善,鸟类的繁衍逐渐加快,对输配电线路的安全运行带来一定程度的危害,必须引起电力线路工作人员的高度重视。
1、鸟类活动对架空输配电线路危害
(1)一些鸟类喜欢在杆塔上造窝筑巢。用树枝造的鸟窝在干燥的天气里虽未造成事故,但遇上阴雨天气,树枝接触到导线(或靠近导线)将发生接地事故。
(2)在大风天气,鸟窝若被大风吹散,则会使树枝或鸟窝里的金属丝等落在导线上,造成接地或跳闸事故。
(3)一些鸟类虽不在杆塔上筑巢,但栖息在杆塔横担上,由于排粪使绝缘子发生闪络事故。
(4)一些鸟雀(如乌鸦)喜欢衔着树枝或线路施工遗弃的铜、铁、铝线头等在线路上空或导线之间穿越飞行,可造成接地或相间短路。
(5)当鸟类在横担上刁食小动物时,小动物短接线路,引起接地或跳闸。
2、防治措施
(1)在杆塔上安装惊鸟物。线路工作人员可参考农村经验,在杆塔上安装各种惊鸟物,惊吓驱逐鸟类不敢靠近杆塔。
(2)在杆塔上安装防鸟装置:
①用细铁丝或尼龙绳把铁塔上部鸟类容易钻进去的空间包转起来,阻挡鸟类飞入;
②在直线杆塔悬垂绝缘子串上方装设由绝缘板制成的防鸟粪罩,以防鸟粪流淌到绝缘子上;
③在鸟类常栖息的杆塔构件上,根据鸟类的体型装上针板,针的长度要使鸟类无法站立或栖息。
④增加巡线次数,随时拆除鸟窝。在鸟类活动频繁季节,对鸟害多的线段增加巡线次数,发现鸟窝,立即拆除。
⑤在一些珍贵鸟类活动频繁的地区,可在架空线路附近,有意识的安装一些招引鸟类栖息的设施,引诱鸟类到那里去住,这样可达到既防止鸟害又保护鸟类的双重效果,除弊兴利,保护生态的平衡。
⑥在鸟类活动集中地区,可用猎枪或爆竹来驱散鸟类,但不能经常使用,否则效果会越来越差。
⑦加强电力宣传工作,与群众配合,随时防止鸟害事故的发生。
其实,引起输配电线路故障停电的原因还有很多,如:由于施工工艺不良造成绑线脱落、电网规划滞后造成过负荷烧毁线路、用户配变故障引起线路跳闸接地等等,这里就不再赘述。
结束语
提高用户供电可靠性不仅是用户的需求,更是我们电力企业树立良好形象的关键所在。因此,只有认真做好线路的维护工作,保证施工质量和巡线质量,并紧密结合标准化建设把各项工作都做细做實,积极采取有效措施,及时的总结分析,才能就各种原因进行深入的了解,从而提高输配电线路安全运行能力。另外,在当前的农网完善过程中,我们一定要将有限的资金合理利用,像一些老化的导线、不合格的导线、金具、绝缘子、避雷器等要及时更换,使输配电线路坚强起来,供电可靠性自然就提高了。
参考文献:
《电力工程》.刘从爱 徐中立.机械工业出版社
《电网运行及调度技术问答》.李坚.中国电力出版社
《输配电线路电气基础》.王青葵.中国电力出版社
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:可靠性 输配电线路安全运行
引言
近年来随着优质服务理念的大幅提升,供电可靠性已被提到新的高度,可靠性指标已成为各局的重要经济指标,且逐年提高。目前,用户供电可靠性指标主要由县局调度所负责。其实,调度所只能对停电检修进行平衡把关,比如将临时检修合并到计划检修、进线检修须进行相关开关、刀闸检修等,以最大限度减少重复停电;然而,县级农网的35kV及以下输配电线路不够坚强,输配电线路临时性故障却是影响供电可靠性的关键。
为什么这样说呢?因为,目前大部分110kV变电站为双电源、双母线供电,部分35kV站也已建成双电源供电,最起码是双主变,因此,输变电设备故障时,一般可以将负荷转移(如:倒电源、倒主变、倒母线、通过旁母转带等),所以,输变电设备故障对供电可靠性的影响不是太大;而配电线路发生故障,负荷无法转移,是影响供电可靠性的一个很重要的因素。所以,要提高供电可靠性,输配电线路安全运行是关键。而分析引起输配电线路障的原因采取相应的防治措施,将是提高供电可靠性的关键。
笔者从事调度运行工作10多年,从我县近几年10kV线路故障统计分析发现,雷击引起的线路故障占30%多,大风引起的掉闸接地占20%左右,其他还有污闪、鸟害等均可造成线路接地掉闸,下面就这几个方面简单分析一下及应采取的措施。
一、线路的防雷
由于输配电线路分布错综复杂,鉴于目前的技术对输配电线路不可能做到绝对的防雷。输配电线路防雷性能优劣主要有两个指标来衡量:一是耐雷水平,即雷击线路绝缘不发生闪络的最大电流幅值;二是雷击跳闸率,每100kM线路每年由雷击引起的跳闸次数。所以要提高防雷水平,必须做好“四道防线”:
①使输配电线路不直击受雷。②线路受雷后绝缘不发生闪络。③闪络后不建立稳定的工频电弧。④建立电弧后不中断电力供应。
针对这四道防线可以采取下列措施:
1、架设避雷线。主要是防止雷击导线,此外,雷电流有分流作用,减少流入杆塔的雷电流,使塔顶电位下降。对导线有耦合作用,降低雷击杆塔时绝缘子串上的电压。对导线又有屏蔽作用,可降低导线上的感应电压。
2、降低杆塔接地电阻。这是提高线路耐雷水平,防止反击的有效措施。《规程》规定有避雷线的线路,每基杆塔的工频接地电阻,在雷季干燥时不超过表1所列数据。
表1杆塔的工频接地电阻值
土壤电阻率(Ω.m)100及以下 100~500 500~1000 1000~2000
接地电阻(Ω)101520 25
3、架设耦合地线。即在导线下方架设接地线的措施,是以增加避雷线与导线间的耦合作用,来降低绝缘子串上的电压。耦合地线还可增加对雷电流的分流作用。
4、采用不平衡的绝缘方式。同杆架设的双回线路,采用的防雷措施不能满足要求时,采用不平衡绝缘方式来降低双回线路雷击同时跳闸率,以保证不中断供电。不平衡的原则一般是使双回路的绝缘子串片数有差异。这样,雷击时绝缘子串片数少的回路先闪络,闪络后的导线相当于地线,增加了对另一回导线的耦合作用,提高了另一回线路的耐雷水平,使之不发生闪络,保证另一回线路可继续供电。
5、采用消弧线圈接地方式。采用中性点不直接接地方式的输配电线路雷击引起的大多数单相接地故障能够自动消除,不致引起相间短路和跳闸,而在两相或三相着雷时,雷击引起第一相导线闪络和绝缘子串上的电压下降,从而提高耐雷水平。
6、装设排气式避雷器。一般在线路的交叉处和在高杆塔上装设排气式避雷器以限制过电压。特别是带绝缘的输配电线路在受雷击时的过电压比较明显,装设排气式避雷器以限制过电压是一种有效方法。
二、加强防风及清理树障工作
我们知道风是一种自然现象,属不可抗力,尤其大风、狂风的破坏力极强,常常毁坏我们的配输配电线路造成供电故障。
大风导致线路故障的原因大致有:
1、电杆地理深度不够,刮大风时造成倒杆;
2、夏季树木生长较快,容易发生导线对树枝放电或大风折断树枝掉落在线路上,引起相间短路断线;
3、对于配电线路,由于线路水平排列,且线间距离较小,如果同一档距内的导线弧垂不相同,刮大风时各导线的摆动也不相同,导致导线相互碰撞造成相间短路。
针对上述故障,我们应采取如下防风措施:
1、加强加固杆塔的基础
检查杆塔基础是否下沉外露,埋深是否足夠,杆塔本体是否受到破坏,若不符合规程规定的要求,要及时采取措施,保证杆塔的完好性、安全性,这是防止倒杆的有效措施。要特别注意终端杆,转角杆的加固。
2、加强线路的巡视。
①检查线路、避雷线、拉线、引线是否锈蚀、松股、断股、损伤或闪络烧伤;
②检查线路弧垂是否正常;
③检查铁横担锈蚀程度;
④检查支撑绝缘子是否有裂纹;
⑤检查导线线夹,导线与绝缘子的绑线是否松动;
⑥检查线路对地,周围建筑物,尤其是对树木及其他交叉跨越设施的距离是否足够。
有不符合规程规定要求的,要及时采取措施给予整改。在巡视时要特别注意树木与线路的距离,夏季树木生长速度较快,在风中的摆动幅度较大,大风刮来时,别说是树枝,连树干都会被刮断,甚至连根拔起,把输配电线路刮断,因此应特别注意砍伐线路两边的树木。
三、绝缘子的防污闪
户外绝缘子,常年受到工业污秽或自然界盐碱、飞尘的污染,在雾霾、毛毛雨或湿度大的天气条件下,绝缘子表面的污秽被润湿,表面电导剧增,使绝缘子的泄漏电流剧增,结果使绝缘子在工频和操作冲击电压下的闪络电压(污闪电压)显著降低,甚至有可能使绝缘子在工作电压下发生闪络。为了防止绝缘子的污闪,保证配输配电线路安全运行,可采取下列措施:
1、合理的选择外绝缘的爬电比距。根据当地污秽等级的分布情况和性质,合理地选择外绝缘的爬电比距,并适当留有一定的裕度。
2、定期对瓷绝缘子表面进行清洗。在污闪或污秽季节到来之前,定期对瓷绝缘子表面的污秽物进行清洗,污秽严重地区至少半年清洗一次。
3、清理妨碍电气设备运行的物品。电气设备周围的大树、广告标语、通信线路等,都可能给输电线路的正常运行带来很大危害,应定期对这些危害源或妨碍物进行检查清理。
4、定期检查,及时更换不良瓷绝缘子。由于瓷绝缘子的材料和制造工艺等因素影响,造成其质量分散性很大;另一方面因瓷质烧结体属不均匀材料,在长期的运行中,受各种应力的作用,可能对瓷体造成损伤而导致机械性能和电气性能的下降。
5、采用防污涂料。对污秽严重地区的瓷绝缘子表面采用涂抹有机硅油,或RT涂料等防污措施,以增强其抗污能力。
6、附加硅橡胶伞裙片。对爬距小、污秽严重地区的瓷绝缘子采取在原瓷绝缘子上附加硅橡胶裙片的方法,以增加其爬电比距,提高沿面闪络电压。
7、采用防污涂料与附加硅橡胶伞裙片相结合的方法。因两者都有良好的憎水性和憎水迁移性,因此可利用防污涂料与附加硅橡胶伞裙片各自的优点、缺点,进行性能互补,消除电场分布不均和易引发雨闪、雾闪的缺陷。
8、采用硅橡胶绝缘子。在输配电线路的设计或选型中采用自洁性和憎水性良好的硅橡胶绝缘子,使设备防污能力和闪络电压上一个档次。
四、鸟类对配输配电线路危害及防治措施
近年来随着我国生态环境的不断改善,鸟类的繁衍逐渐加快,对输配电线路的安全运行带来一定程度的危害,必须引起电力线路工作人员的高度重视。
1、鸟类活动对架空输配电线路危害
(1)一些鸟类喜欢在杆塔上造窝筑巢。用树枝造的鸟窝在干燥的天气里虽未造成事故,但遇上阴雨天气,树枝接触到导线(或靠近导线)将发生接地事故。
(2)在大风天气,鸟窝若被大风吹散,则会使树枝或鸟窝里的金属丝等落在导线上,造成接地或跳闸事故。
(3)一些鸟类虽不在杆塔上筑巢,但栖息在杆塔横担上,由于排粪使绝缘子发生闪络事故。
(4)一些鸟雀(如乌鸦)喜欢衔着树枝或线路施工遗弃的铜、铁、铝线头等在线路上空或导线之间穿越飞行,可造成接地或相间短路。
(5)当鸟类在横担上刁食小动物时,小动物短接线路,引起接地或跳闸。
2、防治措施
(1)在杆塔上安装惊鸟物。线路工作人员可参考农村经验,在杆塔上安装各种惊鸟物,惊吓驱逐鸟类不敢靠近杆塔。
(2)在杆塔上安装防鸟装置:
①用细铁丝或尼龙绳把铁塔上部鸟类容易钻进去的空间包转起来,阻挡鸟类飞入;
②在直线杆塔悬垂绝缘子串上方装设由绝缘板制成的防鸟粪罩,以防鸟粪流淌到绝缘子上;
③在鸟类常栖息的杆塔构件上,根据鸟类的体型装上针板,针的长度要使鸟类无法站立或栖息。
④增加巡线次数,随时拆除鸟窝。在鸟类活动频繁季节,对鸟害多的线段增加巡线次数,发现鸟窝,立即拆除。
⑤在一些珍贵鸟类活动频繁的地区,可在架空线路附近,有意识的安装一些招引鸟类栖息的设施,引诱鸟类到那里去住,这样可达到既防止鸟害又保护鸟类的双重效果,除弊兴利,保护生态的平衡。
⑥在鸟类活动集中地区,可用猎枪或爆竹来驱散鸟类,但不能经常使用,否则效果会越来越差。
⑦加强电力宣传工作,与群众配合,随时防止鸟害事故的发生。
其实,引起输配电线路故障停电的原因还有很多,如:由于施工工艺不良造成绑线脱落、电网规划滞后造成过负荷烧毁线路、用户配变故障引起线路跳闸接地等等,这里就不再赘述。
结束语
提高用户供电可靠性不仅是用户的需求,更是我们电力企业树立良好形象的关键所在。因此,只有认真做好线路的维护工作,保证施工质量和巡线质量,并紧密结合标准化建设把各项工作都做细做實,积极采取有效措施,及时的总结分析,才能就各种原因进行深入的了解,从而提高输配电线路安全运行能力。另外,在当前的农网完善过程中,我们一定要将有限的资金合理利用,像一些老化的导线、不合格的导线、金具、绝缘子、避雷器等要及时更换,使输配电线路坚强起来,供电可靠性自然就提高了。
参考文献:
《电力工程》.刘从爱 徐中立.机械工业出版社
《电网运行及调度技术问答》.李坚.中国电力出版社
《输配电线路电气基础》.王青葵.中国电力出版社
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。