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【摘 要】 通过对椒江区10kV架空线路故障原因分析,阐述故障判断和查找方法,提出具体预防措施,提高配电线路运行水平和供电可靠性。
【关键词】 配网;架空线路;故障分析;预防措施
引言
10kV配电线路网经过多年建设、改造后,设备状况得到改善,运行水平和供电可靠性也有一定程度的提高。但是,农、郊区线路大多数为架空,虽然大部分线路已采用“手拉手”接线方式,但供电半径长,分支较多、线路通道复杂,改造标准低等因素依然存在,造成10kV架空线路故障较多,故障点查巡困难,供电可靠性差。如何正确有效地判断、查找、处理配电线路故障,缩短停电时间,及时恢复供电就显得尤为关键。下面就以10kV架空线路为例,分析配电线路常见故障,阐述故障的判断和查找方法,提出具体的预防措施。
一、10kV电网现状
椒江区位于浙江东部沿海温黄平原北部,地貌主要为沿海海积平原,平原占土地总面积的65%,其余为丘陵、滩涂和海岛。截至2012年12月底,辖区内10kV线路169回,线路总长910km,其中架空线路占60%,部分线路供电半径长,分支较多,负荷多数集中在线路末端,线路通道复杂。
二、线路故障分类
(1)短路故障:一是线路瞬时性短路故障;二是线路永久性短路故障。
(2)接地故障:一是线路瞬时性接地故障;二是线路永久性接地故障。
三、引发故障的原因
(1)自然因素的影响
椒江配网线路地处浙东沿海,受自然影响因素较大,主要有以下几种因素;
1、台风的影响:一是风力过大,使导线水平荷载增大,从而导致弧垂增大,造成线路导线相间短路放电或对地放电,郊区裸导线较多,所以极易发生因大风引起的线路故障;二是大风有可能将条状异物刮起,搭到线路上引起线路事故跳闸。
2、盐雾、粉尘的影响:海边空气相对湿度较大,盐雾天气较多,绝缘子沿面易发生闪络、放电现象,严重时发生绝缘子击穿,造成线路故障;沿江煤炭堆场较多,粉煤扬尘较重,时间一久,导线被粉煤覆盖,既增加额外负载,又增加金具连接点接触电阻,引起局部发热烧坏导線。
3、雷电影响:椒江地区架空线路大多地处丘陵、平原交界地区,雷雨季节受雷击影响较大,占故障跳闸的60%左右。架空线路易受雷击,造成绝缘闪络、断线引起的线路故障。还有部分绝缘子质量不过关或存在隐患运行,在雷击时易引起线路接地或相间短路。
(2)外力破坏的影响
外力破坏的形式可以说是多种多样,如大风折断树木,树木倒压线路上,增加线路负载,引起断线、倒杆;还有频发的交通事故,也是发生此类事故的原因之一。
(3)设计因素的影响
部分设计人员机械地照抄、照搬典型设计与规范,设计时,现场踏勘不充分,设计资料不齐全。譬如设计者没有考虑当地为多雷区,未采取相应的防雷措施,照搬当地的设计规范,造成雷击停电事故。
(4)线路施工质量及设备质量问题的影响
电网改造过程中,由于时间紧、任务重,一些杆塔基础不够夯实,受外界影响后导致杆基下沉、倾斜,很容易引起线路故障;线路施工中存在引线、线夹等连接处不够牢固,易烧损引发线路故障;部分材料由于要求交货时间短,数量大,材料、设备工艺水平、质量本身存在缺陷,运行一段时间后,引发线路故障。
四、故障判断及查找
(1)故障判断
故障性巡视目的是为了查找线路发生的故障的地点和原因,以便排除,不管线路出现的故障是瞬时性或永久性的,都必须对故障线路进行事故巡查,查找出事故发生的原因,特别是对可能发生的故障点的正确判断尤为关键,它是能否快速隔离故障、恢复供电的前提。
1、短路故障:我们可以根据变电所开关保护动作情况进行初步判断。如果线路发生的是电流速断保护动作,则可以判断故障点一般是线路两相或三相直接短路引起,因为速断保护动作的启动电流较大,是按最大运行方式来整定的,故这种故障对线路及设备的损害较大,如线路金属性短路或雷击短路等。如果线路发生的是过电流保护动作,一般属非金属性短路或线路末端分支线路短路引起。因为线路柱上断路器一般只设有过流保护,且是采用逐级增加的阶梯形时限特性,故我们可以根据线路断路器保护动作逐级来判断是属哪条线路发生故障。
2、接地故障:如果是瞬时性接地故障,则线路的每一点都有可能发生,比如恶劣天气,暴雨、雷阵雨期间,常发生瞬时短路、接地故障。线路永久性接地故障,要采用对线路支线断路器进行分段试拉的方法,判断故障线路段。
(2)故障查找
故障查找的原则是:先主干线,后分支线。对经巡视没有发现故障的线路,可以在断开分支线断路器后,先试送电,然后逐级查找恢复没有故障的其他线路。
1、短路故障的查找:椒江地区的架空线路主干线及各分支线都装设柱上断路器保护,各级开关时限整定配合得很好,所以故障段就很容易判断查找。在发生变电所断路器跳闸的时候,首先应查看主干线柱上分段断路器及各分支线柱上断路器是否跳闸,然后对跳闸后的线路,对照上面讲过的可能发生的各种故障进行逐级查找,直到查出故障点。
2、接地故障的查找:线路永久性接地故障点的查找,可以按照上面所讲的在确定接地故障段后,根据它可能形成的原因和各种环境因素进行查找,而对瞬时性接地故障则只能是对全线进行查找。 对装有线路短路故障指示器的架空线,还可借助故障指示器的指示来确定故障段线路。
在故障巡查过程中对架空线路经过的一些特殊地段,如重要交叉跨越段、重污染区、沿江、沿海、土地开发区块等要特别留意,还有各种环境污染以及自然因素对线路形成的腐蚀,都有可能是引起线路故障,所以在线路故障巡查的时候,就要加倍小心,不放过任何蛛丝马迹。 五、预防措施
(1)防自然因素引起的线路故障
1、做好线路的防风、盐雾、防雷工作,对个别档距较大的线路,在台风季来临前,应及时检查线路驰度及风偏,采取有效防风措施。对粉尘较多及多污染区域,采用架空绝缘导线,减少粉尘沉积覆盖。
2、在雷季来临之前,要认真检查台区的避雷装置,及时更换不符合运行要求的避雷器。检查、整改接地装置,严格定期测试接地电阻。
3、污闪事故的预防,是提高电力系统供配电安全用电、持续用电的重要工作。通过增加爬距或采用合成绝缘子可以有效地防止污闪事故发生;或者使用防污闪涂料,进而限制泄漏电流事故的发生;清扫和更换绝缘等级不符合要求的绝缘子。
(2)防外力破坏引起的线路故障
为杜绝或减少车辆碰撞杆塔事故,可以在交通道路的杆塔上粘贴防撞贴,在拉线上加套红白反光标志管,以引起车辆驾驶员的注意。加强宣传教育,着重指出在高压线路附近放风筝、违章施工对人身安全的严重危害性。
(3)保证与提高电气设计质量
电气设计是各种电气设备正常工作与否和维护是否方便的重要因素。在设计中,杆塔、基础、导线、绝缘子、金具、防雷、接地装置的选择与验算是很重要的。做好线路的设计工作,除了周密的计算,现场勘测,路径的比选,还需要设计人员亲自到现场细心观察地形、地貌和线路的路径,通过避开不利地形和地理位置,加强杆塔机械强度,选用钢管杆与混凝土电杆混合线路,选用合成绝缘子,或者绝缘子加涂憎水性涂料,线路每隔一基桿塔加装避雷器,提高线路设计等级以保证线路安全运行。
(4)加强工程施工及运行维护管理
施工安装时严把工艺关,严把验收关。在线路运行中,及时调整各线路的负荷,严禁线路超载运行。合理安排检修计划,按期进行线路检修及
重大缺陷和事故隐患处理,力争做到防患于未然。加强运行人员业务培训,提高综合素质,建立激励机制,使运行人员思想到位、巡线到位、处理故障到位。
结束语
配电线路是电力系统与用户直接相连的重要环节,运行环境复杂,运行安全与否直接影响电力企业的经济效益。为此,供电企业要加强线路运行维护管理,制订合理的检修计划,找出存在缺陷和问题,防微杜渐,将事故消灭在萌芽状态,以确保线路安全、经济、可靠地运行。
参考文献:
[1]张晓叶.限制配电线路感应过电压的避雷器布置优化[J].高电压技术.2011(02):147-179.
[2]韩丰荣,曹俊辉.10kV架空绝缘导线雷电过电压与防雷综合措施研究[J].高电压技术.2012(11):54-55.
[3]陈维波,潘明才.防止10kV架空绝缘导线雷击断线用穿刺型防弧金具的研制[J].电网技术.2013(20):69-71.
【关键词】 配网;架空线路;故障分析;预防措施
引言
10kV配电线路网经过多年建设、改造后,设备状况得到改善,运行水平和供电可靠性也有一定程度的提高。但是,农、郊区线路大多数为架空,虽然大部分线路已采用“手拉手”接线方式,但供电半径长,分支较多、线路通道复杂,改造标准低等因素依然存在,造成10kV架空线路故障较多,故障点查巡困难,供电可靠性差。如何正确有效地判断、查找、处理配电线路故障,缩短停电时间,及时恢复供电就显得尤为关键。下面就以10kV架空线路为例,分析配电线路常见故障,阐述故障的判断和查找方法,提出具体的预防措施。
一、10kV电网现状
椒江区位于浙江东部沿海温黄平原北部,地貌主要为沿海海积平原,平原占土地总面积的65%,其余为丘陵、滩涂和海岛。截至2012年12月底,辖区内10kV线路169回,线路总长910km,其中架空线路占60%,部分线路供电半径长,分支较多,负荷多数集中在线路末端,线路通道复杂。
二、线路故障分类
(1)短路故障:一是线路瞬时性短路故障;二是线路永久性短路故障。
(2)接地故障:一是线路瞬时性接地故障;二是线路永久性接地故障。
三、引发故障的原因
(1)自然因素的影响
椒江配网线路地处浙东沿海,受自然影响因素较大,主要有以下几种因素;
1、台风的影响:一是风力过大,使导线水平荷载增大,从而导致弧垂增大,造成线路导线相间短路放电或对地放电,郊区裸导线较多,所以极易发生因大风引起的线路故障;二是大风有可能将条状异物刮起,搭到线路上引起线路事故跳闸。
2、盐雾、粉尘的影响:海边空气相对湿度较大,盐雾天气较多,绝缘子沿面易发生闪络、放电现象,严重时发生绝缘子击穿,造成线路故障;沿江煤炭堆场较多,粉煤扬尘较重,时间一久,导线被粉煤覆盖,既增加额外负载,又增加金具连接点接触电阻,引起局部发热烧坏导線。
3、雷电影响:椒江地区架空线路大多地处丘陵、平原交界地区,雷雨季节受雷击影响较大,占故障跳闸的60%左右。架空线路易受雷击,造成绝缘闪络、断线引起的线路故障。还有部分绝缘子质量不过关或存在隐患运行,在雷击时易引起线路接地或相间短路。
(2)外力破坏的影响
外力破坏的形式可以说是多种多样,如大风折断树木,树木倒压线路上,增加线路负载,引起断线、倒杆;还有频发的交通事故,也是发生此类事故的原因之一。
(3)设计因素的影响
部分设计人员机械地照抄、照搬典型设计与规范,设计时,现场踏勘不充分,设计资料不齐全。譬如设计者没有考虑当地为多雷区,未采取相应的防雷措施,照搬当地的设计规范,造成雷击停电事故。
(4)线路施工质量及设备质量问题的影响
电网改造过程中,由于时间紧、任务重,一些杆塔基础不够夯实,受外界影响后导致杆基下沉、倾斜,很容易引起线路故障;线路施工中存在引线、线夹等连接处不够牢固,易烧损引发线路故障;部分材料由于要求交货时间短,数量大,材料、设备工艺水平、质量本身存在缺陷,运行一段时间后,引发线路故障。
四、故障判断及查找
(1)故障判断
故障性巡视目的是为了查找线路发生的故障的地点和原因,以便排除,不管线路出现的故障是瞬时性或永久性的,都必须对故障线路进行事故巡查,查找出事故发生的原因,特别是对可能发生的故障点的正确判断尤为关键,它是能否快速隔离故障、恢复供电的前提。
1、短路故障:我们可以根据变电所开关保护动作情况进行初步判断。如果线路发生的是电流速断保护动作,则可以判断故障点一般是线路两相或三相直接短路引起,因为速断保护动作的启动电流较大,是按最大运行方式来整定的,故这种故障对线路及设备的损害较大,如线路金属性短路或雷击短路等。如果线路发生的是过电流保护动作,一般属非金属性短路或线路末端分支线路短路引起。因为线路柱上断路器一般只设有过流保护,且是采用逐级增加的阶梯形时限特性,故我们可以根据线路断路器保护动作逐级来判断是属哪条线路发生故障。
2、接地故障:如果是瞬时性接地故障,则线路的每一点都有可能发生,比如恶劣天气,暴雨、雷阵雨期间,常发生瞬时短路、接地故障。线路永久性接地故障,要采用对线路支线断路器进行分段试拉的方法,判断故障线路段。
(2)故障查找
故障查找的原则是:先主干线,后分支线。对经巡视没有发现故障的线路,可以在断开分支线断路器后,先试送电,然后逐级查找恢复没有故障的其他线路。
1、短路故障的查找:椒江地区的架空线路主干线及各分支线都装设柱上断路器保护,各级开关时限整定配合得很好,所以故障段就很容易判断查找。在发生变电所断路器跳闸的时候,首先应查看主干线柱上分段断路器及各分支线柱上断路器是否跳闸,然后对跳闸后的线路,对照上面讲过的可能发生的各种故障进行逐级查找,直到查出故障点。
2、接地故障的查找:线路永久性接地故障点的查找,可以按照上面所讲的在确定接地故障段后,根据它可能形成的原因和各种环境因素进行查找,而对瞬时性接地故障则只能是对全线进行查找。 对装有线路短路故障指示器的架空线,还可借助故障指示器的指示来确定故障段线路。
在故障巡查过程中对架空线路经过的一些特殊地段,如重要交叉跨越段、重污染区、沿江、沿海、土地开发区块等要特别留意,还有各种环境污染以及自然因素对线路形成的腐蚀,都有可能是引起线路故障,所以在线路故障巡查的时候,就要加倍小心,不放过任何蛛丝马迹。 五、预防措施
(1)防自然因素引起的线路故障
1、做好线路的防风、盐雾、防雷工作,对个别档距较大的线路,在台风季来临前,应及时检查线路驰度及风偏,采取有效防风措施。对粉尘较多及多污染区域,采用架空绝缘导线,减少粉尘沉积覆盖。
2、在雷季来临之前,要认真检查台区的避雷装置,及时更换不符合运行要求的避雷器。检查、整改接地装置,严格定期测试接地电阻。
3、污闪事故的预防,是提高电力系统供配电安全用电、持续用电的重要工作。通过增加爬距或采用合成绝缘子可以有效地防止污闪事故发生;或者使用防污闪涂料,进而限制泄漏电流事故的发生;清扫和更换绝缘等级不符合要求的绝缘子。
(2)防外力破坏引起的线路故障
为杜绝或减少车辆碰撞杆塔事故,可以在交通道路的杆塔上粘贴防撞贴,在拉线上加套红白反光标志管,以引起车辆驾驶员的注意。加强宣传教育,着重指出在高压线路附近放风筝、违章施工对人身安全的严重危害性。
(3)保证与提高电气设计质量
电气设计是各种电气设备正常工作与否和维护是否方便的重要因素。在设计中,杆塔、基础、导线、绝缘子、金具、防雷、接地装置的选择与验算是很重要的。做好线路的设计工作,除了周密的计算,现场勘测,路径的比选,还需要设计人员亲自到现场细心观察地形、地貌和线路的路径,通过避开不利地形和地理位置,加强杆塔机械强度,选用钢管杆与混凝土电杆混合线路,选用合成绝缘子,或者绝缘子加涂憎水性涂料,线路每隔一基桿塔加装避雷器,提高线路设计等级以保证线路安全运行。
(4)加强工程施工及运行维护管理
施工安装时严把工艺关,严把验收关。在线路运行中,及时调整各线路的负荷,严禁线路超载运行。合理安排检修计划,按期进行线路检修及
重大缺陷和事故隐患处理,力争做到防患于未然。加强运行人员业务培训,提高综合素质,建立激励机制,使运行人员思想到位、巡线到位、处理故障到位。
结束语
配电线路是电力系统与用户直接相连的重要环节,运行环境复杂,运行安全与否直接影响电力企业的经济效益。为此,供电企业要加强线路运行维护管理,制订合理的检修计划,找出存在缺陷和问题,防微杜渐,将事故消灭在萌芽状态,以确保线路安全、经济、可靠地运行。
参考文献:
[1]张晓叶.限制配电线路感应过电压的避雷器布置优化[J].高电压技术.2011(02):147-179.
[2]韩丰荣,曹俊辉.10kV架空绝缘导线雷电过电压与防雷综合措施研究[J].高电压技术.2012(11):54-55.
[3]陈维波,潘明才.防止10kV架空绝缘导线雷击断线用穿刺型防弧金具的研制[J].电网技术.2013(20):69-71.