35千伏及其以下輸變電線路運行故障及對策

陳 燦

[摘要]對35kV及以下輸電線路故障及原因進(jìn)行統(tǒng)計,主要對雷擊、覆冰進(jìn)行原因與防治措施的分析。結(jié)合實際,提出有針對性的預(yù)防措施,闡述對架空線路的維護(hù)。

[關(guān)鍵詞]35KV輸變電線路運行故障

中圖分類號:TM8文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0820014-01

輸電線路是電網(wǎng)的基本組成部分,由于其分布范圍廣,常面臨各種不同地理環(huán)境和氣候環(huán)境的影響,當(dāng)不利條件及組合足以導(dǎo)致線路故障時,就會影響線路的安全運行,嚴(yán)重時甚至?xí)纬纱竺娣e停電事故。近年來,國外發(fā)生的大面積停電事故有的就起源于線路故障。因此,深入研究和分析35KV及以下輸電線路各類運行故障的特點和機(jī)理,提出針對性的防治措施,對于增強(qiáng)電網(wǎng)抵御自然災(zāi)害的能力和提高安全運行水平十分重要。

一、輸變電線路運行故障及原因分析

引起線路故障跳閘的主要原因,有必要分別總結(jié)其特點和規(guī)律,從環(huán)境外因和線路內(nèi)因兩方面分析引起線路故障的主要影響因素,并采取有效的針對性防治措施。

(一)雷擊與原因分析。從線路氣候環(huán)境分析,雷電作用下輸電線路出現(xiàn)一定的雷擊跳閘難以避免。每一地區(qū)一般有一定的雷電活動周期和規(guī)律,在高山、丘陵、江河湖泊縱橫,地形復(fù)雜的地區(qū)易形成雷云、暴雨天氣。

從線路地理環(huán)境分析,部分地區(qū)土壤電阻率高,桿塔接地電阻偏大易引起反擊跳閘;山區(qū)線路導(dǎo)線易遭受雷電繞擊,山坡傾角使導(dǎo)線的暴露弧面增大增加了雷電繞擊的概率,雷電繞擊已成為雷擊跳閘的主要影響因素。

從線路本體分析,主要存在以下不足:

1.在線路設(shè)計方面,工程設(shè)計中雷電日的取值與實際情況不一定完全相符,一般來說,雷擊跳閘次數(shù)與雷暴日成正比,若設(shè)計所取的雷暴日較實際低會造成輸電設(shè)備耐雷水平偏低;設(shè)計所需的雷電數(shù)據(jù)不足。

2.運行維護(hù)方面,當(dāng)絕緣子串中存在零值或低值絕緣子未能及時檢出時,絕緣子串的閃絡(luò)電壓降低會導(dǎo)致耐雷水平低于設(shè)計值;部分地區(qū)為增加防污能力將瓷絕緣子換成合成絕緣子后,若均壓環(huán)之間的空氣間距較原設(shè)計減小也會導(dǎo)致耐雷水平降低。

3.在基建方面,部分桿塔接地電阻在施工中沒有達(dá)到設(shè)計值,或者桿塔接地電阻通過施加降阻劑后暫時達(dá)到了設(shè)計值,但降阻劑在運行期間可能流失,若基建中施工工藝不當(dāng)甚至?xí)铀俳拥伢w的腐蝕,而接地電阻高是造成雷電反擊最主要的原因。

(二)覆冰與原因分析。覆冰對線路的危害有桿塔過載荷、覆冰舞動和脫冰跳躍、絕緣子冰閃,會造成桿塔變形、倒塔、導(dǎo)線斷股、金具和絕緣子損壞、絕緣子閃絡(luò)等事故。

1.倒塔。倒塔是指線路覆冰后的實際荷載超過設(shè)計值,從而導(dǎo)致架空輸電線路機(jī)械和電氣方面的事故。荷載按方向可分為垂直荷載、水平荷載、縱向荷載。

2.導(dǎo)線舞動。覆冰導(dǎo)線在風(fēng)作用下發(fā)生舞動:當(dāng)導(dǎo)線上覆冰不均勻時,由于其斷面的不對稱,風(fēng)吹導(dǎo)線時就會產(chǎn)生空氣動力學(xué)上的不穩(wěn)定。

二、輸變電線路運行故障的對策

(一)防雷措施。在確定線路的防雷方式及措施時,應(yīng)根據(jù)線路的重要程度、地形地貌的特點、雷電活動的強(qiáng)弱、土壤電阻率的高低、已有的運行經(jīng)驗等,綜合分析并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較,采取合適的防雷保護(hù)措施。

1.避雷線。為了提高避雷線對導(dǎo)線的屏蔽效果,減小繞擊率,避雷線對邊導(dǎo)線的保護(hù)角應(yīng)適當(dāng)減小。

2.降低桿塔接地電阻。當(dāng)桿塔接地電阻增大時,其耐雷水平呈指數(shù)規(guī)律下降,而雷擊跳閘率則按指數(shù)規(guī)律上升。

3.加裝耦合地線。對于已經(jīng)架設(shè)了避雷線且經(jīng)常受雷害侵襲的桿段,若接地電阻受條件限制很難降低時,可在導(dǎo)線下方加裝耦合地線。

4.安裝線路避雷器。線路避雷器一般并聯(lián)于絕緣子串。當(dāng)雷擊輸電線路時,雷擊過電壓可能使線路避雷器的間隙擊穿。

(二)覆冰防治措施

1.輸電線路抗冰設(shè)計。設(shè)計時,應(yīng)合理劃分冰區(qū)和確定設(shè)計冰厚,特別注意分析沿線是否存在微氣象覆冰地段,盡量避開最嚴(yán)重的覆冰地段,應(yīng)有計劃地先期在沿線建立觀測站,以便掌握覆冰的特征和資料。

對重覆冰地段輸電線路的較長的耐張段,宜在中間適當(dāng)位置設(shè)立耐張塔或加強(qiáng)型直線塔,以避免基倒塌引起的連環(huán)破壞,另外,針對地線上覆冰密度大這一特點,應(yīng)加強(qiáng)地線支架的補(bǔ)強(qiáng)。

2.輸電線路防冰、除冰方法。國內(nèi)外用來防冰、除冰的方法有:(1)熱力熔冰法,包括潮流分配、短路電流、鐵磁線等;(2)機(jī)械破冰法、電磁力、強(qiáng)力振動等;(3)其它方法如使用防雪環(huán)、使用憎水、憎冰性涂料等。

三、架空線路的維護(hù)

敷設(shè)在室外且配置在大氣中、用以輸送和分配電能的電力線路,稱為架空線路。架空電力線路主要由導(dǎo)線、避雷線、桿塔、絕緣子(瓷瓶)和線路金具等元件組成。由于架空線路都是架設(shè)在室外空中,除常年經(jīng)受風(fēng)、雨、冰、雪等外力作用外,還要承受空氣所含化學(xué)雜質(zhì)的腐蝕。因此,導(dǎo)線必須具備足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕性能,以適應(yīng)惡劣的自然條件。架空線路在運行過程中,往往由于線路設(shè)計、安裝不合理,技術(shù)管理和維護(hù)不當(dāng),以及其他原因而引起事故,輕者停止供電,重者倒桿斷線及擊穿絕緣子。

架空線路的檢查間隔期和技術(shù)維護(hù)工序如下:每月對35KV及以下架空線路進(jìn)行日間巡視和檢查;每年由總動力工程師室的工程技術(shù)人員沿線路檢查架空線,檢查木桿狀態(tài)并測量其腐朽深度,確定水泥電桿零件的腐朽程度;每3年對桿塔上取下的管形避雷器進(jìn)行1次檢查,檢查零件的腐朽程度,檢查鐵塔的銹蝕程度和鋼筋混凝土扦的鐵橫擔(dān)的銹痕;每年春天檢查路徑防火措施,了解易發(fā)生火災(zāi)地桿塔防火溝情況;投入運行頭兩年每年1次,以后3年1次檢查桿塔拉線的拉力情況;必要時進(jìn)行夜間檢查和計劃外的檢查;驗收架空線路時和以后有必要時檢查自由導(dǎo)線至地面的距離,檢查進(jìn)行過大修的架空線或線段,其目的是由工長來驗收線路;驗收架空線路時和改建所跨越的建筑物時檢查跨越地點的建筑物;從運行后的第4年起每6年檢查1次鋼筋混凝土桿和綁柱上有無裂縫;投入運行的頭1年內(nèi)測量1次,以后每3年測量接地電阻1次;檢查中對是否符合所要求的距離有懷疑時測定架空線路由導(dǎo)線至各種障礙的距離;投入運行后的頭2年內(nèi)每年檢查1次并擰緊螺栓、螺母和綁線。

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