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输电线路常见故障原因.doc

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输电线路常见故障原因及检修预防方法 成人教育学院 毕业设计(论文) 题目:输电线路常见故障原因 及检修预防方法 学生姓名: 贺伟 学号: 2009307215 专业: 继电保护及自动化 班级: 20093072 指导教师: 高晓 评阅教师: 高晓 完成日期 二○一一年十一月十五日 论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明,本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名: 日 期: 论文版权使用授权书 本论文作者完全了解学校有关保障、使用论文的规定,同意学校保留并向有关论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀论文评选机构将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。 本论文属于 1、保密 □,在_________年解密后适用本授权书。 2、不保密 √。 (请在以上相应方框内打“√”) 作者签名: 2010 年 月 日 导师签名: 2010 年 月 日 输电线路常见故障原因及检修预防方法 摘要:输电线路是电网的基本组成部分,由于其分布范围广,常面临各种复杂地理环境的影响,当不利环境条件导致线路运行故障时,就会直接影响线路的安全可靠运行,严重时甚至会造成大面积停电事故。 架空输电线路的故障一直是困扰安全供电的一个难题,故障事故几乎占线路损耗以及成本的2/3或更多。因此,寻求更有效的线路故障预防措施以及检修方法的研究,一直是世界各国电力工作者所关注的。 本文通过分析我国输电线路故障情况和检修方法研究现状入手,重点对输电线路常见故障预防及检修方法进行分析研究,并通过对故障预防效果的分析和评价,提出行之有效的故障预防和检修方法改进措施,以提高线路的故障预防水平。 关键词:线路故障 故障预防 检修方法 研究 Abstract:Transmission line is a fundamental component of the grid, because of its wide distribution, often faced with a variety of complex geographic environment, leading to adverse environmental conditions when the fault line running, it will directly affect the routes safe and reliable operation in severe cases may even cause large-scale blackouts. Overhead transmission lines has been plagued safety of the failure of a power supply problem, Fault in line losses and costs account for almost 2 / 3 or more. Therefore, the search for more effective preventive measures as well as line fault repair method of research, has been the world's electricity workers concerned about. This paper analyzes the failure of China's power transmission lines and maintenance method to start the status quo, focusing on the common transmission line fault prevention and maintenance methods of analysis, and through failure analysis and evaluation of a preventive effect and put forward effective fault prevention and maintenance methods improvement measures to enhance the level of line fault prevention. Key words: linefault trouble prevention Repair Methods Research III 25mm 25mm 目 录 前言……………………………………………………………………………1 第一章、线路故障的分析……………………………………………………4 第二章、常见线路故障………………………………………………………7 (一).鸟类对线路的主要危害 ………………………………………7 (二).雷击跳闸 ………………………………………………………8 (三).线路覆冰故障 …………………………………………………9 (四).线路污闪 ………………………………………………………11 (五).线路外力破坏故障 ……………………………………………12 第三章、常见故障的检修方法………………………………………………14 (一)现有的故障检修方法……………………………………………14 (二)新式故障检修技术的展望 ……………………………………16 第四章、常见故障的预防措施 ……………………………………………19 (一)倒杆塔事故预防措施 …………………………………………19 (二)断线和掉线事故预防措施 ……………………………………20 (三)污闪事故预防措施 ……………………………………………21 (四)雷害事故预防措施 ……………………………………………22 (五)外力破坏预防措施 ……………………………………………23 (六)林区架空输电线路火灾事故预防措施 ………………………23 (七)导地线覆冰舞动预防措施 ……………………………………24 第五章、检修中应该注意的问题……………………………………………25 参考文献………………………………………………………………………27 致谢……………………………………………………………………………27 - 3 - 前 言 作为线路的运行部门最不愿听到或最头疼的莫过于接到调度部门“某线路跳闸”的通知,但输电线路固有的“点多、面广、线路长和运行条件恶劣”的特点,决定了线路运行部门时常要接到这样的电话。如何组织事故巡视?如何尽快找到故障点?下面就如何更有效地组织输电线路的故障查找工作谈几点个人的看法    1准确的数据是故障定点的保障      为了提高故障的准确定位,在110kV及以上变电站大部分都装有电力系统故障动态记录装置,即故障录波器。故障录波器的整定值要求其测距误差不大于5%,(或2km)且无判相错误,并能准确记录故障前后的电压、电流量,这给故障巡视提供了详实的第一手资料。而装置提供资料的准确与否决定于以下4个方面:①装置的接线是否正确;②装置的定值整定是否准确,这决定于线路参数的测量、定值的计算和定值的整定;③线路进行改造后是否再次进行了核相,线路参数测量计算定值并进行整定。④线路跳闸后是否进行事故分析,并对装置的定值进行校核和调整,这一点是今后装置能否准确定位的关键。   110kV及以上线路大部分都装有微机保护。微机保护装置故障数据的准确率和故障量虽然没有要求,也没有故障录波器提供得多,但只要按照线路参数进行准确的定值计算和整定,其测距定位数据也是非常重要的参考。   保护及自动装置测出的只是变电站到故障点的距离,并没有给出故障杆号。因此,需要在线路台账上做些工作,统计计算出每基杆塔距两侧变电站的距离,只有这样才能实现线路故障点的快速准确定位。   输电线路的故障大部分都是单相故障,搞清线路的相位很重要,仅通过巡线前的交代和在耐张杆、换位杆作标志的做法,对巡线人员分清故障相是不实用的。在每基线路杆号牌上制作标志的做法比较好,这样可以减少事故巡线人员2/3~1/2的工作量。   有些线路故障往往是由缺陷发展演变而来的,搞好缺陷的定性和记录也很重要。      2细致的分析是故障定点的关键      线路发生故障后,尽管到达故障点的时间越短,故障检出的成功率越高。但是,接到调度命令后决不能盲目地立即巡线,而应一边及时召集必要的事故巡视人员做巡线的有关准备,一边利用较短的时间,收集索要事故数据并进行全面细致的故障分析。   首先应在线路台账上对故障进行定位。向调度索要有关线路跳闸时的故障录波器或微机保护的故障测距、相位、有关电压、电流量及保护动作情况。根据故障测距数据,在线路台账上对故障进行定点,按照装置测距误差5%~10%的比例(一般按10%掌握)在台账上确定故障区间,还应结合以往线路跳闸的经验数据进行部分修正。   其次应对可能的故障进行定性。这一点很重要也很难,需要灵活运用事故数据分析、丰富的事故查找经验,掌握准确的现场情况,并应经集体商定。根据保护及自动装置的动作情况及反映的故障前后的电压、电流量的数值进行简单定性,才可以对区域外故障或本线路故障进行区分。   电力线路发生短路是出现最多的一种故障形式。两相接地短路故障的特点是:出现较大的零序接地电流,故障相的电压降低较多,故障相的电流增大较多。中性点直接接地的电网中,以单相接地短路的故障最多,约占全部短路故障的90%左右,其次是两相接地故障。   一般施工误碰故障大都属于金属性接地,重合闸重合成功的几率决定于误碰体的通流能力。通流能力较小的物体往往被烧断,可以重合成功,通流能力较大的物体往往重合不成功。   因导线挂上异物的故障大都属于高阻接地,线路故障时异物往往被烧毁,重合成功的几率较大。   有记录的交跨或树木引发的故障往往出现在线路负荷过重或春夏之交以及夏天的高温天气。   合成绝缘子的闪络属于高阻接地,一般都能重合成功,大部分发生在半夜至凌晨,网上负荷较小、系统电压较高的这段时间,尤其是凌晨的发生率最高。闪络的杆塔多为直线杆塔,主要集中在有雾、毛毛雨和雷雨天气,多因鸟粪、鸟展翅起飞或雷击引起。   雷雨天气易出现雷击,大雪无风天气由于导线上积雪过多易断线,雨加雪冰冷天气轻载线路会因覆冰断线,浓雾天气绝缘子有可能污闪,暴风天气耐张杆距离较小的弓子线易放电,线路负荷过重且存在导线接头接触不良的问题,容易引发接头发热烧断故障。      3合理的巡视是故障查找的重点      故障的查找归根结底还要通过人来完成,必须召集足够合适的人员,应将故障数据、分析定性结果、现场情况及巡视重点向全体人员进行详细的交代,做到每个人都心中有数。要求巡视人员必须到位到责、不能因为难于到位而漏过任何一个可疑点。   巡线时除了注意线路本身各部件及重点故障相外,还应注意附近环境。如交跨、树木、建筑物和临时的障碍物;杆塔下有无线头木棍、烧伤的鸟兽以及损坏了的绝缘子等物。发现与故障有关的物件和可疑物时,均应收集起来,并将故障点周围情况作好记录,作为事故分析的依据。   如果排除了全部的可疑点后,在重点地段没有发现故障点,应扩大巡视范围或全线巡视,也可以进行内部交叉巡视。如果还是没有发现故障点,可适当组织重点杆段或全线的登杆检查巡视。登杆检查巡视由于距离较近,可以发现杆塔周围不明显的异常或导线上方、绝缘子上表面等地面巡视的死角,对怀疑为雷击的情况应增加避雷线的悬挂金具、放电间隙和杆塔上部组件的检查。 以上仅是一些常规的故障查找程序,但事故的突发性、不确定性和线路的千差万别,决定了故障查找方法的不尽相同,应根据具体情况具体分析,尽快找到故障点是唯一目的。对距离较短的线路,由于保护及自动装置测量的故障数据精确度不高,稍加分析定性巡线就行;碰上线路保护及自动装置有问题,给出的数据不全、没有数据或越级数据仅有事故特征,也应根据事故分析和定性,尽快组织故障巡视。尽管经过精心的组织和检查巡视,总还是有一些事故的故障点不能找到:一方面,事故的故障点由于不明显、处在查找方法的死角或故障痕迹很快被掩盖而不能找到;另一方面,故障点不在本单位管辖的范围内,或干脆就没有故障。故障点在变电站内、用户或多家管理线路的故障点,根本就不在本单位管辖范围内的情况,是比较常见的。保护定值计算整定错误、保护误动、越级等原因引起的线路跳闸也是常有的,这些问题应由其他部门一起来解决。 第一章、线路故障的分析 一、判明故障的类型与性质 线路故障的类型与性质是电网值班调度员进行事故处理决策的重要依据,变电所值班人员应在故障发生后的最短时间内从大量的事故信息中过滤、筛选出能为故障判断提供支持的关键信息,这些关键信息主要有故障线路主保护的动作信号、启动信号、出口信号及屏幕显示、录波图等。后备保护信号及相邻线路/元件的信号仅能提供旁证和佐证,在故障发生后的第一时间内甚至可以不予理会。向调度报告时应清楚地提出对故障的判断和相关的关键证据。 二、掌握故障测距信息 准确的故障测距信息能帮助巡线人员在最短的时间内查到故障点加以排除,使故障线路迅速恢复供电,是事故处理中最重要的信息之一。值班人员应力争在线路跳闸后的第一时间内获得这一信息,迅速提供给值班调度员。 三、查明所内线路设备有无损坏 由于电网的不断扩大,线路故障时的短路容量增大,强大的短路电流有可能使线路设备损坏或引发异常,甚至有可能故障就在变电所内。因此,线路跳闸后,值班人员应对故障线路有关回路及设备包括断路器、闸刀、流变、压变、耦合电容器、阻波器、避雷器等进行详尽而细致的外部检查,并将检查结果迅速报告有关调度。 四、确认强送条件是否具备。 强送是基于故障点或故障原因有可能在故障存续期间的热效应或机械效应作用下自行消除的考虑而采取的试探性送电,它常常是以线路设备再承受一次冲击为代价的,特别要求承担强送的断路器具备良好的技术状态,能在强送于故障时可靠跳闸,以免扩大事故,因此要求变电所值班人员必须确认用以强送线路的断路器符合以下条件: 1、断路器本身回路完好,操作机构工作正常,气压或液压在额定值; 2、断路器故障跳闸次数在允许范围内; 3、继电保护完好。 另外,为提高强送的成功率,故障与强送之间应有一定的时间间隔以利于故障点的绝缘恢复。 采用3/2接线方式的变电所,线路故障后强送的操作应用母线侧断路器进行,若采用中间断路器强送,当强送的断路器失灵或保护拒动时,相应的失灵保护动作跳开同一串的另外一台断路器,同时将同一串的相邻线路或主变切除,造成事故扩大。而采用母线侧断路器强送,万一断路器失灵或保护拒动,至多停一条母线,而不影响相邻线路或元件的运行。 五、重视故障录波图的判读 故障录波图能完整、准确地记录和显示故障形成、发展和切除的波形与过程,是事故处理与分析的重要信息资源。但由于故障录波器一般都比较灵敏,其记录的大量一般的系统波动信息往往把事故的重要信息淹没其中,查找、调阅与事故有关的报告,对于一般的值班人员来说并非易事,有的故障录波器其信息靠打印输出,与事故有关的报告夹杂在大量一般的报告中按时间排序慢慢地打印出来往往需要很长时间,因此,许多变电所值班人员还是习惯于通过中央信号和保护信号进行事故判断和处理,故障录波图这一宝贵的信息资源在事故处理中还未得到普遍和充分地利用。 由于传统的光字信号和掉牌信号只能反映继电保护及自动装置的动作的最终结果而难以反映其动作过程。因而在某些线路故障呈现复杂形态的情况下难以作出准确全面的分析和判断。有时甚至会造成误判断而影响电网调度人员的决策和指挥。如某500kV变电所的一次线路故障,主保护与采用相同原理的后备保护作出了完全不同的反映,主保护反映为单相故障并启动重合闸,而后备保护反映为相间故障并闭锁重合闸,致使现场值班人员难以作出准确判断,调度员无法进行果断处理,后经有关技术人员解读故障录波图才判定为单相故障、后备保护误动作的事实。又有一次,某变电所500kV线路断路器跳闸,重合闸不成功,光字信号及掉牌单元反映为第一、第二套高频距离及后备距离同时动作,A相、B相启动。值班人员据此判断为相间故障并向有关调度值班调度员作了报告,但重合闸动作的信号却令值班员颇感疑惑,判为重合闸误动又觉依据不足。后经在站里值班的技术人员指导对故障录波器的打印信息进行判读发现。该线路先是发生A相接地故障,保护A相启动,55毫秒后断路器跳闸,800毫秒后断路器A相重合,重合后140毫秒又发生B相故障,保护B相启动。此时由于重合闸动作后尚未返回便三相跳闸。实际上是间隔时间很短的两次不同相单相故障。于是值班人员迅速向调度作补充报告,并对先前的报告作了更正。 由此可见,故障录波图及SCADA系统的事件记录的判读,对于事故处理过程中的分析判断是极其重要的。结合光字和保护掉牌信号,能立体地反映一个故障的发展过程和保护的动作行为与结果。从而使现场值班人员能准确判断故障的性质与形态。 六、联络线保护动作跳闸 联络线(包括双回线的一条线路)保护动作跳闸,一般必须与调度联系。线路上有电,应经过并列装置合闸。一般由大电源的一端试送一次,若成功,由另一端并网 - 6 - 第二章、常见线路故障 常见线路故障分类 电力线路是电力系统的命脉,它担负着电能传输的重任。同时,它又是电力系统中最容易发生故障的环节。 线路事故是指由于各种原因引起线路供电的突然中断,事故出现后,只有首先找到事故点并确定事故类型,才能找出事故原因并采取抢修措施,恢复供电线路的正常运行,并防止以后发生类似的事故。 输电线路故障常见的有输电线路风偏闪络故障、雷击跳闸、雷击断股、线路覆冰故障、线路污闪、线路外力破坏故障、线路鸟害故障等等。 (一)鸟类对线路的主要危害 鸟类筑巢:春季鸟类开始在输电线路杆塔上筑巢产卵、孵化。经实地观察,多是喜鹊、乌鸦、苍鹰等鸟类。用树枝造成的鸟窝,在干燥的天气里虽未造成事故,但遇阴雨天气,杆塔上的鸟巢被风吹散掉落在带电导线或悬瓶上,树枝接触导线(或靠近导线)将发生短路接地事故,如在横担线路上架窝,因放电接地甚至会引起烧断导地线或烧断横担事故。2006年3月,苏州323阳善线31#及铜矿支线2#横担上有鸟窝,下雨天树枝碰线引起地线烧断,造成单相接地故障。    鸟类飞行:鸟儿喜欢飞行,而且鸟儿喜欢口叼树枝、铁丝、柴草等物飞行,当它们在线路上空往返飞行时,铁丝、杂草等物落在杆塔横担、悬垂绝缘子均压环上时或穿越靠近杆塔构件与导线绝缘间隙时,会造成线路故障;鸟在横担上刁食小动物时,小动物短接线路引起线路接地跳闸;体型较大的鸟类或鸟类争斗时飞行在导线间可能造成相间短路或单相接地故障。今年4月1号,吴江220KV输电线路2996车松线#14塔下发现一根放电痕迹的铁丝,铁丝熔断后长度为1.6M(很细),经过分析,事故原因为鸟叼着铁丝在杆塔上筑巢,在飞行过程中掉落引起C相导线对横担放电,造成短路。 鸟粪闪络:一些鸟类虽不在杆塔上筑窝,但栖息在杆塔横担上,由于排粪会使绝缘子污染,在空气潮湿、大雾时易发生闪络事故。原因有三:第一,鸟粪是一种导电混合液体,含水量和电解质较高,在带电导体之间造成闪络;第二,粪便污染了直线悬垂绝缘子串,若积粪太多,会使绝缘子发生污闪事故;第三,当鸟类处在绝缘子串的正上方拉稀屎时,长长的稀屎会沿着瓷裙表面下滑,使绝缘子串上形成一条稀屎短路带,造成绝缘子伞裙短接而使爬距减小,当稀屎短路4片以上绝缘子串时,即可引发一次单相接地故障事故。例如:2007年1月,苏州110kV1234姚胜线9#塔由于鸟粪在绝缘子串上形成鸟粪污秽,大雾引起C相接地故障 (二)雷击跳闸 雷云放电在电力系统中引起过电压称为雷电过电压,由于其电磁能量来自体系外部,又称外部过电压,又由于雷云放电发生在大气中,所以又称为大气过电压。 架空输电线路中常见的过电压有两种:第一种是架空线路上的感应过电压,即雷击发生在架空线路的附近,通过电磁感应在输电线路上产生的过电压;第二种是直击雷过电压,即雷电直接打在避雷线或是导线上时产生的过电压。 雷直击于有避雷线的输电线路分为三种情况: (1) 绕过避雷线击于导线,即绕击; (2) 雷击杆塔顶部; (3) 雷击避雷线中央部分。 雷击跳闸往往引起绝缘子闪络放电,造成绝缘子表面存在闪络放电痕迹。一般来说,绝缘子发生雷击放电后,铁件上有熔化痕迹,瓷质绝缘子表面烧伤脱落,玻璃绝缘子的玻璃体表面存在网状裂纹。 雷击闪络发生后,由于空气绝缘为自恢复绝缘,被击穿的空气绝缘强度迅速恢复,原来的导电通道又变成绝缘介质,因此当重合闸动作时,一般重合成功。 当然,雷击也可能引起永久性故障,一般有三种情况:瓷绝缘子脱落、避雷线断线、导线断线。 根据对雷击故障点地形杆塔特点的统计分析,遭受雷击的杆塔多在: (1) 水库、水塘附近的突出山顶,多数发生在半山区; (2) 某一区段的高位杆塔或向阳坡上的高位杆塔; (3) 大跨越杆塔,如跨越水库、江河的杆塔,档距在800m以上的杆塔等; (4) 岩石处等杆塔接地电阻高的地方。 由于雷电流大,一次雷击就可以造成绝缘子闪络或绝缘子炸裂。雷击和污闪在导线上留下的烧伤痕迹特点为:污闪留下的烧伤痕迹集中,甚至仅在线夹上或靠近线夹的导线上留下烧伤痕迹,面积不大但痕迹较深,烧损较重。雷击烧伤往往面积较大且分散,烧伤程度相对较轻。 雷击和污闪都可能造成线夹里边的导线烧伤,这种在线夹内烧伤导线现象污闪高于雷击。雷击闪络还可能烧伤避雷线悬挂头、接地引下线的接地线的接地螺栓连接处和拉线楔型线夹连接处,并留下明显的烧痕。雷电活动是一个复杂的大气活动过程。雷害是影响输电线路安全的重要因素,雷击跳闸多年来一直位居线路故障的首位。随着科学技术的不断发展,防雷方法和措施不断涌现、完善。输电线路的防雷工作要结合线路的实际情况,从雷击跳闸的原因入手、因地制宜、有针对性地采取相应的措施,以保证输电线路的安全运行。 (三)线路覆冰故障 线路覆冰是受微气象、微地形及温度、湿度、冷暖空气对流、环流以及风等因素影响的综合物理现象。按导线覆冰的表观特性分类,可分为雨凇、粒状雾凇、晶状雾凇、湿雪、混合凇。 按冰的形成机理,覆冰可分为降冰覆冰、云中覆冰、凝华覆冰。其中降水覆冰多产生雨凇,云中覆冰往往产生雾凇,而凝华覆冰则产生晶状雾凇。 一般情况下,导线覆冰的基本过程是:当气温下降-5~0摄氏度,风速为3~15m/s时,如遇大雾或毛毛雨,首先将在导线上形成雨凇;如气温升高,例如天气转晴,雨凇则开始融化;如天气继续转晴,则覆冰过程终止;如天气骤然变冷,气温下降,出现雨雪天气,冻雪和雪则在黏结强度很高的雨凇冰面上迅速增长,形成密度大于0.6g/cm3的较厚冰层;如温度继续下降至-15~-8摄氏度,原有冰层外侧积覆雾凇。这种过程将导致导线表面形成雨凇——混合凇——雾凇的复合冰层。如在这种过程中,天气变化,出现多次晴——冷天气,则融化加强了冰的密度,如此往复发展将形成雾凇和雨凇交替重叠的混合冻结物,即混合凇。 输电线路导线表面产生覆冰,必须达到以下气象条件:1、气温及导线表面温度达到0摄氏度以下;2、空气相对湿度在85%以上;3、风速大于1m/s。 覆冰对线路的危害有过负荷、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。 输电线路不仅承受其自重、覆冰等静荷载,而且还要承受风产生的动荷载。在一定条件下,覆冰导线受稳态横向风作用,可能引起大幅低频振动,即舞动。此时,导线脱冰跳跃也会使导线发生舞动。导线舞动是威胁输电线路安全运行的重要因素。 当导线上均匀覆冰时,虽然其载面增大,但其形状仍保持为均匀圆形,因此,一定的风力所引起的导线振动,其频率低于裸线时的频率,而振幅比裸线时小,并且频率下降可能低到防振装置的有效运行范围以下。 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,在相应风力作用下,导线会发生低频(0.1~3Hz)、大振幅(可达10m以上)的舞动。导线舞动将引起差频荷载,从而导致金具损坏,导线断股,相间短路、线路跳闸及杆塔倾斜或倒塌等严重事故。 在单导线覆冰时,由于扭转刚度小,在偏心覆冰作用下导线易发生很大扭转,使覆冰接近圆形;而分裂导线覆冰时,由于间隔棒的作用,每根子导线的相对扭转刚度比单导线大得多,在偏心覆冰作用下,导线的扭转极其微小,不能阻止导线覆冰的不对称性,导线覆冰更易形成翼型断面。因此,对于分裂导线,由风激励产生的升力和扭矩远大于单导线。 大截面导线的相对扭转刚度比小截面大,在偏心覆冰作用下扭转角要小,导线覆冰更易形成翼型断面,在风激励作用下,产生的升力和扭转要大些。因此分裂导线和大截面导线更易产生舞动。 覆冰导线在气温升高,或自然风力作用,或人为振动敲击之下会产生不均匀脱冰或不同期脱冰。导线不均匀脱冰也会使线路产生危害很大的机械或电气事故。因为随着导线覆冰量增加,相应地张力明显增大,弧垂也有所下降,当大段或整档脱冰时,由于导线弹性储能迅速转变为导线的动能、位能,引起导线向上跳跃,进而产生舞动,使相邻悬垂串产生剧烈摆动,两端导线张力也有显著变化。 (四)线路污闪 输电线路绝缘子要求在大气过电压、内部过电压和长期运行电压下均能可靠运行。但沉积在绝缘子表面上的污秽在雾、露、毛毛雨、融冰、融雪等恶劣气象条件的作用下,将使绝缘子的电气强度大大降低,从而使得输电线路在运行电压下发生污秽闪络事故。 我国电力系统的污闪事故在五六十年代已有发生,且多集中在工业比较发达的地区,从20世纪80年代开始,跨地区、跨省市的大面积污闪也开始出现,给国民经济带来较大的损失。 绝缘子大面积污闪的一个显著特点是区域性强,同时多点跳闸的几率高,且重合成功率小。1996-1997年,京、津、唐电网变电设备发生多次污闪跳闸,且重合大都失败,从而造成大面积停电事故。 线路污闪事故往往都发生在潮湿天气里,例如大雾、毛毛雨、雨夹雪等,在大雨或大暴雨天气条件下,绝缘子发生闪络的情况并不多,这是因为雨水能将绝缘子表面积聚的污秽物冲洗掉,从每年绝缘子污闪发生的时间来看,污闪的发生有一定的季节性。经统计,90%以上的污闪事故发生在每年秋季的后期和冬季。造成这个现象的原因主要有两个方面,一方面是在秋季和冬季降水偏少,此外,冬季还是浓雾、融冰发生的主要时间段;另一方面的原因是冬季由于供暖的增加,造成污源增加,特别在我国北方地区这一现象更为严重。 污闪的发生还有一定的时段性。经统计,有70%以上的污闪事故发生在后半夜和清晨,因为这时候的负荷轻,运行电压较高,而气温较低且湿度较大,是浓雾、露或雪的多发时段,在白天中午时段,线路发生污闪跳闸相对较少。 绝缘子表面的积污程度直接影响绝缘设备的污耐压水平,因此,防止输电线路污闪事故就必须了解和掌握绝缘子积污规律。 绝缘子表面沉积的污秽,既取决于当地大气环境的污染水平(包括远方传送来的污染),也受当时大气条件的影响(风力、降雨、降雪等)。此外,还与绝缘子自身形状、尺寸、安装方式、表面光洁度等有着密切的关系。 绝缘子表面沉积的污秽种类繁多,按污秽来源大致可分为两大类: 第一类:自然污秽。该类污秽主要来自于海洋、沼泽和土壤等自然环境。主要有:农田尘土污秽、盐碱污秽、沿海地区海水(雾)污秽、鸟粪污秽等。 第二类:工业污秽。工业污秽是在工业生产过程中由烟囱排出的气相、液相和固相污秽物质。它主要分布在工业集中的地区,包括电力发电厂、化工厂、玻璃厂、水泥厂、冶炼厂和矿场等工业设备排出的烟囱和水雾等。在各类工业污秽中,化工污秽对绝缘子电气强度的影响最严重,其次是水泥、冶金等污秽。 大气环境中存在的污秽按形状可以划分为颗粒性污秽和气体性污秽两大类。颗粒性污秽包括灰尘、烟尘、金属粉尘、液滴、雨滴、雾滴等;气体性污秽呈气态弥漫在空气中,具有很强的覆盖性能,此类型污秽包括各种化工厂排出的气体、海风带来的盐雾等。 绝缘设备污闪是指由于表面积积聚的污秽物在特定条件下发生潮解,沿设备表面的泄露电流急剧增加,导致设备发生闪络的现象。 总的来看,绝缘设备发生污闪有两个前提条件:一个是大气污染造成设备的表面污染;另一个是使积聚的污秽物受潮的气象条件。绝缘设备的污闪过程是一个涉及到电、化学和热现象的错综复杂的变化过程,污闪的发展过程一般可以被划分为如下四个阶段: (1) 污秽在绝缘设备表面沉积和累积。 (2) 污秽在绝缘设备表面发生潮解,流过绝缘设备表面的泄露电流增大。 (3) 绝缘设备表面产生局部放电。 (4) 局部放电持续发展并最终导致闪络。 (五)线路外力破坏故障 外力破坏故障主要由违章施工作业,盗窃、破坏电力设施,房障、树障、交叉跨越公路,在输电线路下焚烧农作物,山林失火及漂浮物(如放风筝、气球、白色垃圾)等造成。 针对外力破坏的主要原因,有必要进行具体故障分析,提出有效可行的防治措施,以保证输电线路的安全运行。 输电线路外力破坏故障的主要原因有以下几点: (1)违章施工作业。表现在一些单位和个人置电力设施安全不顾,在电力设施保护区内盲目施工,有的挖断电缆,有的撞断杆塔,有的高空抛物,有的围塘挖堰,在线下钓鱼等,导致线路跳闸。 (2)盗窃、破坏电力设施,危及电网安全。 (3)房障、树障、交叉跨越公路危害电网安全,清除步履艰难。一些单位和个人违反电力法律、法规,擅自在电力线路保护区内违章建房、种树、修路、挖堰,严重威胁着供电安全。 (4)输电线路下焚烧农作物、山林失火及漂浮物(如放风筝、气球、白色垃圾),导致线路跳闸。 第三章、常见故障的检修方法 (一)现有的故障检修方法 检修是指根据线路巡视、检查及测量等工作中发现的问题,所进行的消除设备缺陷、提高设备健康水平、保证电网安全可靠供电、事故预防等工作。 检修的方式可分为停电检修和带电检修。 送电线路的检修一般可分为日常性维护、大修(技改)和事故抢修。 (1)日常维护。使送电线路安全运行所进行的工作。 (2)大修。使线路设备达到原设计的电气特性及机械性能而进行的检修。 (3)事故抢修。由于外力破坏致使线路倒杆断线等停电事故需尽快进行的检修工作。 1)、间接作业法 间接作业法是指人体处于地(零)电位上使用绝缘子工具间接接触设备的作业方法。其最大特点是作业人员可以在带点设备四周进行操作,并可以做到人体的空间尺寸是大还是小,这种方法都能够适应,但它特别适应于那些净空比较小的设备(35kv及以下设备)。大多数间接作业不必采取电场防护措施。但是,在电压超过330kv的设备或某些154kv升至到220kv的设备上,人体在接地侧的电场强度也很高,会长生人体悬浮电位过高而产生的点击,所以必须考虑采取防护电场的措施。 间接作业中,要想消除由于静电感应引起的电击,唯一的方法是穿导电鞋,使C2=0,人体电位真正地与地电位保持相等,就不会有电击感了。 2)、等电位作业法 和地电位作业法原理一样,只是人体和带电体之间的绝缘换到人体与地之间的绝缘,同样保证人体内不流过1mA的交流电流。 3)、中间电位法 中间电位法的作业方式可以表现为接地体→绝缘体1→人体→绝缘体2→带电体。即作业人员分别通过绝缘体1、2和接地体、带电体离开。由于人体电位高于地电位,体表场强相对较高,应当采取相应的电场防护措施,以防止人体产生不适之感。穿绝缘服直接接触带电体作业和在绝缘平台上用绝缘杆接触带电体工作是中间电位法的直接和间接作业的两种工作方法。而沿绝缘子串进入强电场仅仅是在出、入电场的某一段时间内人体处于中间电位状态。 中间电位法作业工作方式有三种: 1、通过绝缘体或绝缘子串,把作业人员输送到某一中间电位的检修设备上,人体与该设备保持等电位状态工作。此时,人体要短接一部分净空尺寸。 2、通过绝缘梯把工作人员输送到距离带电设备不远的地方,作业人员再通过较短的绝缘工具接触带电设备做检修。这种方法也要短接一部分空间尺寸,但往往能避免短接设备的净空尺寸。 3、把作业人员用绝缘服装、绝缘手套、绝缘帽、绝缘靴包裹起来,送到带电设备上直接检修设备。这时可不担心人体空间尺寸会造成净空尺寸的减少。 4)、分相检修法 在10~66kv中性点不接地系统中,把检修相设备强行接地,从而使该相设备的电位从相电压降低到零。理论上检修人员无需借助绝缘工具就可以直接接触该设备工作。由于一相接地属于故障状态,这种状态最多允许两小时,故只能适用短时间可完成的工作项目。 5)、绝缘作业法 此法本质上属于中间电位法,采用周密包围人体的绝缘措施后,人体与带电体、接地体空气间隙已降为次要作用。目前,用聚丙稀薄膜层叠绝缘服的击穿电压可达62kv,可用于10kv以下设备(过电压时可达44kv)。 绝缘服作业简单易行,但手指不灵活,绝缘服透气性极差,所以只能做一些简单工作,但往往能解决10kv设备安全运行的关键问题,经济效益较大。主要缺点是透气性差、手指不灵活和绝缘水平难以长时间保证。 6)、带电水冲洗 它是防止设备污闪的有效措施,也是带电作业中使用面广,工作量最大的工作之一。带电水冲洗按主绝缘分,有的以水柱做主绝缘,一般用于大(口径8-12mm)、中型水冲洗,上海地区应用较多的长水柱、短水枪小型水冲洗液属于这种类型;也有依靠组合绝缘(水柱价一段绝缘杆)为主绝缘,主要适用于小型水冲洗(口径2.5mm以下),东北地区应用较多的短水柱、长水柱属于这一种。 水冲洗在气温零度以下不但无冲洗效果,反而会导致设备发生冲闪事故,带电水冲洗会相对降低设备闪络电压(污湿闪络)。目前,带电设备水冲洗时冲闪事故率比较高,应引起足够重视。 (二)新式故障检修技术的展望 新式故障检修技术:规模化,实时化,快速化。 实行状态检修应开展的研究工作及实施输电线路状态检修的工作新思路。 目前,输电设备的检修工作对设备的实际运行状态不加判断,而是完全按照有关规程的要求对设备进行定期检修。由于目前工区生产人员少、线路设备分布广、加上职工月有效工作日的减少,要按规程要求完成所辖设备运行维护任务,势必造成不必要的人力、物力及财力的巨大浪费,而且也导致了设备健康水平不高,供电可靠性受到威胁。 一、电气监测系统 (1)线路绝缘监测:包括瓷、玻璃及合成
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