110 kV線線路瓷質絕緣子雷擊吊串事故分析

李浩

(云南電網公司曲靖供電局,云南 曲靖 655000)

110 kV線線路瓷質絕緣子雷擊吊串事故分析

李浩

(云南電網公司曲靖供電局,云南 曲靖 655000)

對某110 kV線路N61直線塔遭雷擊后B相絕緣子串掉串事故進行分析,結合該條線路地理環境及設備運行情況,以及對絕緣子的質量、作用的闡述,針對因雷擊閃絡導致的瓷質絕緣子掉串提出對策。

瓷質絕緣子;雷擊;掉串事故

1 前言

瓷質絕緣子具有良好的絕緣性、耐熱性和組裝靈活等優點,被廣泛應用在各電壓等級的輸電線路中,而瓷質絕緣子隨著運行年限的增長,其絕緣性能會逐漸下降,瓷質絕緣子劣化等缺陷逐漸暴露,再加上長期運行暴露在野外,在雷擊、污穢等自然災害的作用下,輸電線路上的瓷質絕緣子掉串的現象時有發生,威脅著電網的安全穩定運行。某110 kV導線采用LGJ-240/30導線,地線采用GJ-50型及OPGW復合鋼絞線,全線70%穿越高山、斜坡及樹林,春夏兩季雷電比較頻繁。故障塔型為110ZM-18型,山地地形,絕緣子為單串,每串8片,發生故障后N61直線塔B相導線掉落在橫擔上,第1片絕緣子掛在鐵塔橫擔上,其余絕緣子掉落地面,第3、5片絕緣子的鋼帽已炸裂,其余掉落的絕緣子有嚴重的雷擊閃絡痕跡,登塔檢查發現左邊線A相絕緣子整串也有雷擊痕跡。

2 事故原因分析

2.1 外部主要原因

故障線路跳閘時間段的當天為雷暴日,故障桿塔附件有雷電活動,綜合雷電定位系統分析從雷擊閃絡的絕緣子可看出,掉串的絕緣子遭受了雷擊。而雷擊故障與地理環境、桿塔高度、絕緣水平幾個方面的因素有關,通過分析,發現110 kV N61塔位于山頂,前后檔距較大 (分別為485m和525m),因此該桿塔成為了易擊點。另外,故障的桿塔接地電阻偏高,事后測量值都超過了設計值15Ω,因而容易造成了雷擊故障,見表1。

2.2 內在原因

從掉串的絕緣子看,鋼帽與鋼腳的內表面有銹蝕及放電痕跡,說明已成為零值、低值絕緣子。進行了檢測,發現有零值及低值絕緣子,大部分絕緣電阻僅有十幾MΩ,性能不符合運行要求。

表1 雷電監測信息查詢結果報表

當混有零值、低值絕緣子的絕緣子串遭受雷擊時,由于雷擊出現高電位,使零值、低值這部分較為薄弱的絕緣子被擊穿,大短路電流流過絕緣子內部產生高溫,高溫使絕緣子內部所含水分迅速受熱汽化產生爆炸力,使一些機械強度差的鋼帽炸裂而出現掉串事故。

2.3 絕緣子鋼帽炸裂的原因

懸式絕緣子的機械強度設計是以鋼腳破壞強度作為控制點,然而,從運行及掉串的絕緣子來看,并未發現有鋼腳破壞的現象。鋼帽材質差、夾有雜質在多年長期的無規律的導線振動下,可能逐漸擴展成小裂紋 (運行過程中難以發現),在雷擊等外部惡劣環境作用下,便可能導致鋼帽開裂。從掉串中被炸裂的絕緣子鋼帽斷裂口中發現夾有雜質,炸裂處有新舊兩種裂痕。說明鋼帽材質差是運行中絕緣子鋼帽炸裂事故的原因之一。

綜上分析所述得出：此次跳閘原因是雷電直接擊中塔頂,由于A、B相絕緣子串中存在有零值、低值絕緣子,加上鐵塔的接地電阻都超過了設計值15Ω,雷電擊中塔頂后雷電流不能及時泄入大地,在塔頂和橫擔仍產生高電位反擊A、B相絕緣子,使A、B相絕緣子閃絡見圖1,導致線路跳閘。

圖1 懸式絕緣子閃絡發展過程示意圖

從B相絕緣子串第3片的絕緣子的鋼帽裂口的鐵銹看出,絕緣子在掉串前已經存在隱性夾渣,由于雷擊閃絡后造成接地故障,在強大的短路電流沖擊作用下,產生大量熱量,使絕緣子鋼帽內水泥膠合物發熱膨脹導致一些機械強度差的鋼帽炸裂或炸碎,使鋼帽與絕緣子其它部分脫離,從而出現掉串事故。

3 防范措施

1)嚴格按規程規定周期進行絕緣子檢測,及時更換零、低值絕緣子.

2)桿塔接地裝置因埋設深度不夠、銹蝕、接觸不良、土壤電阻率高等原因造成接地電網阻值達不到要求,導致 “引雷”不順暢,因此要按照規程規定定期對桿塔接地電阻進行測量,對接地電阻不合格的桿塔及時進行地網改造,特別應趕在雷雨季節來臨之前,提高線路的耐雷水平。

3)嚴格絕緣子抽測檢測制度,進行機電破壞負荷等試驗

4)雷擊易擊點加裝線路型避雷器,容易遭受雷擊的桿塔主要是：水庫、水塘附近的突出山頂;某一區段的高位桿塔或向陽坡上的高位桿塔;頻臨水域的高坡處接地電阻較高的桿塔;大跨越大檔距的桿塔,據此應在這些易發生雷擊的桿塔地段加裝線路型避雷器,在發生雷害時有效保護絕緣子。

5)采用鋼化玻璃絕緣子.

4 結束語

綜上所述,此次瓷質絕緣子掉串的原因是多方面的,因而要高度重視其帶來的危害性,應立足防范于未然的角度去思考問題和探索問題,保證輸電線路的長期安全可靠運行。在輸電線路方面,如何提高供電可靠性,減少絕緣子掉串等同類事故的發生,提高運行檢修和工作效率,實現電網智能化水平是發展方向。

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[2] 楊包初,劉曉波,等.高電壓技術 [M].重慶：重慶大學出版社,2009.

[3] 顧洪連,沈其榮.輸電線路絕緣子掉串事故的原因分析 [J].江蘇電力,1000-7229(2002)02-0030-02.

[4] 吳亞關,李欲彬,等.盤形懸式絕緣子劣化檢測規程 (DLT 626-1997)[S].北京：中國電力出版社,1997.

Diagnosis Analysis on Bunch-drop of 110 kV Transmission Line Ceramic Insulator String caused by Lightning

LiHao
(Qujing Power Supply Bureau,Qujing,Yunnan 655000)

This paper discussed an accident about insulator string bunch-drop of phase B after the line tower N61 of 110 kV Tongchong I transmission line was struck by lightning,To analyze the reason of insulator string bunch-drop deeply combined the reason of local geography and the equipment operation condition as well as the described quality and function of insulator string,To Provided method and preventive measures for the accident about the insulator string bunch-drop by lightning.

ceramic insulator;lightning;bunch-drop accient

TM85

B

1006-7345(2014)03-0062-02

2014-02-18

李浩 (1990),男,助理工程師,云南電網公司曲靖供電局,從事輸電線路的運行維護管理工作 (e-mail)444326443@qq.com。