35千伏及其以下输变电线路运行故障及对策

陈 灿

[摘要]对35kV及以下输电线路故障及原因进行统计,主要对雷击、覆冰进行原因与防治措施的分析。结合实际,提出有针对性的预防措施,阐述对架空线路的维护。

[关键词]35KV输变电线路运行故障

中图分类号:TM8文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0820014-01

输电线路是电网的基本组成部分,由于其分布范围广,常面临各种不同地理环境和气候环境的影响,当不利条件及组合足以导致线路故障时,就会影响线路的安全运行,严重时甚至会形成大面积停电事故。近年来,国外发生的大面积停电事故有的就起源于线路故障。因此,深入研究和分析35KV及以下输电线路各类运行故障的特点和机理,提出针对性的防治措施,对于增强电网抵御自然灾害的能力和提高安全运行水平十分重要。

一、输变电线路运行故障及原因分析

引起线路故障跳闸的主要原因,有必要分别总结其特点和规律,从环境外因和线路内因两方面分析引起线路故障的主要影响因素,并采取有效的针对性防治措施。

(一)雷击与原因分析。从线路气候环境分析,雷电作用下输电线路出现一定的雷击跳闸难以避免。每一地区一般有一定的雷电活动周期和规律,在高山、丘陵、江河湖泊纵横,地形复杂的地区易形成雷云、暴雨天气。

从线路地理环境分析,部分地区土壤电阻率高,杆塔接地电阻偏大易引起反击跳闸;山区线路导线易遭受雷电绕击,山坡倾角使导线的暴露弧面增大增加了雷电绕击的概率,雷电绕击已成为雷击跳闸的主要影响因素。

从线路本体分析,主要存在以下不足:

1.在线路设计方面,工程设计中雷电日的取值与实际情况不一定完全相符,一般来说,雷击跳闸次数与雷暴日成正比,若设计所取的雷暴日较实际低会造成输电设备耐雷水平偏低;设计所需的雷电数据不足。

2.运行维护方面,当绝缘子串中存在零值或低值绝缘子未能及时检出时,绝缘子串的闪络电压降低会导致耐雷水平低于设计值;部分地区为增加防污能力将瓷绝缘子换成合成绝缘子后,若均压环之间的空气间距较原设计减小也会导致耐雷水平降低。

3.在基建方面,部分杆塔接地电阻在施工中没有达到设计值,或者杆塔接地电阻通过施加降阻剂后暂时达到了设计值,但降阻剂在运行期间可能流失,若基建中施工工艺不当甚至会加速接地体的腐蚀,而接地电阻高是造成雷电反击最主要的原因。

(二)覆冰与原因分析。覆冰对线路的危害有杆塔过载荷、覆冰舞动和脱冰跳跃、绝缘子冰闪,会造成杆塔变形、倒塔、导线断股、金具和绝缘子损坏、绝缘子闪络等事故。

1.倒塔。倒塔是指线路覆冰后的实际荷载超过设计值,从而导致架空输电线路机械和电气方面的事故。荷载按方向可分为垂直荷载、水平荷载、纵向荷载。

2.导线舞动。覆冰导线在风作用下发生舞动:当导线上覆冰不均匀时,由于其断面的不对称,风吹导线时就会产生空气动力学上的不稳定。

二、输变电线路运行故障的对策

(一)防雷措施。在确定线路的防雷方式及措施时,应根据线路的重要程度、地形地貌的特点、雷电活动的强弱、土壤电阻率的高低、已有的运行经验等,综合分析并进行经济技术比较,采取合适的防雷保护措施。

1.避雷线。为了提高避雷线对导线的屏蔽效果,减小绕击率,避雷线对边导线的保护角应适当减小。

2.降低杆塔接地电阻。当杆塔接地电阻增大时,其耐雷水平呈指数规律下降,而雷击跳闸率则按指数规律上升。

3.加装耦合地线。对于已经架设了避雷线且经常受雷害侵袭的杆段,若接地电阻受条件限制很难降低时,可在导线下方加装耦合地线。

4.安装线路避雷器。线路避雷器一般并联于绝缘子串。当雷击输电线路时,雷击过电压可能使线路避雷器的间隙击穿。

(二)覆冰防治措施

1.输电线路抗冰设计。设计时,应合理划分冰区和确定设计冰厚,特别注意分析沿线是否存在微气象覆冰地段,尽量避开最严重的覆冰地段,应有计划地先期在沿线建立观测站,以便掌握覆冰的特征和资料。

对重覆冰地段输电线路的较长的耐张段,宜在中间适当位置设立耐张塔或加强型直线塔,以避免基倒塌引起的连环破坏,另外,针对地线上覆冰密度大这一特点,应加强地线支架的补强。

2.输电线路防冰、除冰方法。国内外用来防冰、除冰的方法有:(1)热力熔冰法,包括潮流分配、短路电流、铁磁线等;(2)机械破冰法、电磁力、强力振动等;(3)其它方法如使用防雪环、使用憎水、憎冰性涂料等。

三、架空线路的维护

敷设在室外且配置在大气中、用以输送和分配电能的电力线路,称为架空线路。架空电力线路主要由导线、避雷线、杆塔、绝缘子(瓷瓶)和线路金具等元件组成。由于架空线路都是架设在室外空中,除常年经受风、雨、冰、雪等外力作用外,还要承受空气所含化学杂质的腐蚀。因此,导线必须具备足够的机械强度和耐腐蚀性能,以适应恶劣的自然条件。架空线路在运行过程中,往往由于线路设计、安装不合理,技术管理和维护不当,以及其他原因而引起事故,轻者停止供电,重者倒杆断线及击穿绝缘子。

架空线路的检查间隔期和技术维护工序如下:每月对35KV及以下架空线路进行日间巡视和检查;每年由总动力工程师室的工程技术人员沿线路检查架空线,检查木杆状态并测量其腐朽深度,确定水泥电杆零件的腐朽程度;每3年对杆塔上取下的管形避雷器进行1次检查,检查零件的腐朽程度,检查铁塔的锈蚀程度和钢筋混凝土扦的铁横担的锈痕;每年春天检查路径防火措施,了解易发生火灾地杆塔防火沟情况;投入运行头两年每年1次,以后3年1次检查杆塔拉线的拉力情况;必要时进行夜间检查和计划外的检查;验收架空线路时和以后有必要时检查自由导线至地面的距离,检查进行过大修的架空线或线段,其目的是由工长来验收线路;验收架空线路时和改建所跨越的建筑物时检查跨越地点的建筑物;从运行后的第4年起每6年检查1次钢筋混凝土杆和绑柱上有无裂缝;投入运行的头1年内测量1次,以后每3年测量接地电阻1次;检查中对是否符合所要求的距离有怀疑时测定架空线路由导线至各种障碍的距离;投入运行后的头2年内每年检查1次并拧紧螺栓、螺母和绑线。

参考文献:

[1]胡毅,输电线路大范围冰害事故分析及对策[J].高电压技术,2005,31(4):14-15.

[2]李化等,输电线路雷击感应过电压计算及闪络分析择[J].高电压技术,2006.1.

[3]薛聪明,低压输电线路故障解决办法探析,内蒙古科技与经济,2008.6.