一起220 kV線路避雷線金具發熱的原因分析及處理

肖明偉

(華電淄博熱電有限公司，山東 淄博 255054)

一起220 kV線路避雷線金具發熱的原因分析及處理

肖明偉

(華電淄博熱電有限公司，山東 淄博 255054)

針對高壓輸電線路避雷線進線與變電站門型構架聯接處發生過熱的現象，應用遠紅外技術，診斷了一起相鄰220 kV線路之間的避雷線與公用門形構架聯接處的金具發熱缺陷，對發熱的形成原因、產生條件進行了分析，介紹了發熱點缺陷現場處理的方法和效果，對輸電線路避雷線絕緣聯接方式的設計提出了具體建議，為防止出現類似情況提供經驗。

避雷線；發熱；感應電勢；門形構架；絕緣聯接

0 引言

架空輸電線路設置避雷線是最基本和有效的防雷措施，同時具備避雷線和通信通道雙重功能的OPGW光纜(架空地線復和光纜)在電力通信系統中發揮了重要的作用。

220 kV架空輸電線路的避雷線設計一般引入變電站門型構架，相鄰線路的避雷線在門型構架上共用1個懸掛點。避雷線金具在實際運行中經常發生發熱故障，嚴重影響金具的機械性能和使用壽命，發生故障可能引起嚴重的通信干擾，甚至燒斷避雷線絕緣子造成停電事故。

1 避雷線金具發熱情況

1.1 避雷線發熱情況

華電淄博熱電有限公司220 kV升壓站共4回220 kV線路出線，其中南涯線、南付線為同塔相鄰線路，避雷線在升壓站內經帶放電間隙的絕緣子與門型構架相連接，共用1個懸掛點，如圖1所示。

圖1 避雷線懸掛點位置

2017年2月7日，夜間值班人員在巡視時發現南付線(左側)、南涯線(右側)中間避雷線進線與門型構架連接處有發光點，懷疑聯接絕緣子放電間隙處發熱。在氣溫-6 ℃氣象條件下使用紅外熱像儀拍攝發熱點紅外熱像圖，顯示聯接絕緣子放電間隙處的最高溫度大于150 ℃，如圖2所示。同門型構架南涯線、南付線兩側避雷線進線聯接處溫度為2 ℃。

圖2 發熱點紅外測溫圖

2月8日白天，使用高倍攝像機對發熱點進行拍攝，確定熱源點為絕緣子掛環與門型構架聯接螺栓處，如圖3所示，由于肉眼可見明顯發熱點且金具有燒融現象，判斷實際溫度要遠高于熱像圖顯示的溫度。使用紅外熱像儀復測，顯示最高溫度不斷跳躍，判定絕緣子放電擊穿，且掛環與螺栓聯接處仍處于持續的電弧放電狀態。

1.2 設備檢查情況

停電后，檢修人員登架構檢查，發現避雷線絕緣子掛環與螺栓聯接處有明顯放電燒灼痕跡。拆下絕緣子解體發現掛環聯接螺栓燒損嚴重，已融化1/3左右，如圖4、圖5所示，若不及時處理，將可能導致螺栓、掛環燒斷，避雷線脫落，同塔架設的南付線、南涯線跳閘。

圖3 發熱點處

圖4 解體拆下的絕緣子

圖5 燒損的螺栓

2 金具發熱原因分析

南付線、南涯線之間避雷線進線絕緣子與門型構架聯接螺栓處發熱，說明放電間隙被擊穿，且有較大的感應電流流過。此避雷線采用分段絕緣、單點接地方式，一側采用帶放電間隙的絕緣子與構架絕緣，另一側直接連接桿塔接地，正常運行時單點接地不能構成電流回路，金具發熱的可能性很小[1]。發熱原因分析如下。

2.1 感應電壓過高

架空線路避雷線與輸電導線之間的靜電感應和電磁耦合，使避雷線在正常運行時會產生感應電壓，靜電感應在避雷線上產生的感應電流和損耗均很小，可以忽略不計，避雷線主要受電磁感應電壓影響[2]。當負荷電流大時，帶放電間隙的絕緣子長期放電擊穿，避雷線與大地構成電流回路，產生接地環流。

南付線與南涯線進入220 kV升壓站時進行相序轉換，按系統正相序排列。面向升壓站南付線在左側、南涯線在右側，南付線避雷線跨越C相側與南付線跨越A相側共用1個懸掛點。南付線避雷線距離C相導線較近，線路感應電壓以C相為主，同樣南涯線避雷線感應電壓以A相為主，2條線路避雷線的感應電壓相角差約120°，相當于系統的2相感應電勢疊加后施加在2條線路避雷線與門型構架聯接金具上，聯接金具中流過的是合成感應電勢產生的感應電流，經門型構架入地的電流僅是感應電勢的差流。

2.2 金具接觸不良

避雷線進線絕緣子掛環與門型構架螺栓聯接為非固定的點接觸，雖然導線應力較大，但長期的風壓震動、螺栓表面氧化等原因造成聯接處金具接觸電阻增大，在放電間隙擊穿、金具中通過感應電流后，加速了電流的熱效應，發熱現象嚴重。

2.3 絕緣子放電間隙過小

在實際應用中，設計的絕緣子放電間隙距離大多在10～25 mm范圍內可調，建設單位安裝時無明確標準，同時受風力震動和電磁力作用，間隙不穩定[3]。放電間隙的引弧棒和鋼腳由于材質不同，多次累計或其他因素影響導致機械強度降低，易出現擊穿現象。

檢查拆下的聯接絕緣子，鋼腳固定處存在變形現象，如圖6所示，導致放電間隙變小，由于避雷線上感應電壓高，絕緣子放電擊穿。

圖6 放電間隙鋼腳變形處

3 現場處理及效果

3.1 現場處理

(1)調整避雷線聯接絕緣子放電間隙距離為20 mm，且將間隙固定死，不再可調，以避免受風力震動、電磁力作用和污穢影響導致間隙變小而擊穿。

(2)避雷線與門型構架間絕緣子的聯接部分金具采用焊接固定方式，避免放電間隙擊穿時，點接觸聯接部位因接觸電阻增大而發熱。

3.2 處理效果

缺陷處理后，通過連續的跟蹤復測，此避雷線與門型構架聯接各處溫度為2～3℃，與其他輸電線路避雷線溫度基本相同。

4 設計及運維建議

(1)2條相鄰輸電線路避雷線在變電站門型構架上共用1個懸掛點時，由于感應電壓高，聯接串入的絕緣子放電間隙應根據線路負荷大小、分段絕緣距離要求等調整并固定死，投運前嚴格檢查間隙距離大小，以提高間隙的穩定性。

(2)避雷線聯接絕緣子與門型構架間的金具應采用固定聯接方式，避免接觸式聯接，防止放電時燒損聯接金具和有利于線路雷電流的釋放。

(3)對避雷線及金具易發熱的部位加強運行巡視和檢測工作。應采用外觀檢查配合紅外成像檢測進行巡視，檢查有無溫度異常升高、電弧燒傷痕跡和生銹現象，夜巡時注意觀察避雷線絕緣子放電間隙有無放電冒火現象。避雷線絕緣子應嚴格按規程要求周期進行檢測，及時發現絕緣子缺陷并消除。

5 結束語

輸電線路避雷線進線與變電站門型構架聯接金具發熱現象經常出現，一旦缺陷不能及時發現并處理，可能造成事故范圍的擴大。通過對本次避雷線金具發熱現象的發現、分析和處理，提出了類似故障的處理和改進措施，應引起相關技術人員的重視，消除金具發熱的安全隱患，確保輸電線路的安全運行。

[1]黃巍，程泳，董建新，等.500 kV架空地線金具發熱的分析與對策[J]. 浙江電力，2013(11):36-39.

[2]葛猛，姜大宇.架空地線耐張線夾過熱原因分析[J].電力安全技術，2005，4(7):17-22.

[3]馬國鵬，何云良，吳良軍，等.500 kV線路避雷線發熱原因分析和處理[J].電瓷避雷器，2013(6):128-131.

(本文責編：齊琳)

2017-05-04；

2017-06-04

TM 862

B

1674-1951(2017)07-0052-02

肖明偉(1985—)，男，山東濟南人，工程師，從事發電廠電氣專業生產技術與管理方面的工作(E-mail:307505596@qq.com)。