电力输电线路的运行维护与故障排除技术研究

发表时间:2020/5/22   来源:《电力设备》2020年第4期   作者:王立刚
[导读] 摘要:由于我国地域辽阔,不同区域的自然环境、地形地貌、水文条件具有一定的差异性,输电线路作为输电线路的一种形式,在山区、丘陵、高山等区域广泛应用。
        (国网内蒙古东部电力有限公司呼伦贝尔供电公司  内蒙古呼伦贝尔市  021000)
        摘要:由于我国地域辽阔,不同区域的自然环境、地形地貌、水文条件具有一定的差异性,输电线路作为输电线路的一种形式,在山区、丘陵、高山等区域广泛应用。在配电系统中输电线路非常重要,但发生故障时难以解决。常见的输电线路故障主要有短路故障、断线故障、过载故障、接地故障等,因此必须准确判断故障原因,提出解决措施。
        关键词:电力输电线路;运行维护;排除故障技术
        引言
        由于输电线路运行环境比较复杂、运行阶段多,容易受到雷击、风雪等因素的影响,从而导致高压线路出现故障,导致线路起火,大面积区域停电,给电力用户的正常生活生产带来影响。探讨输电线路故障原因,并采取防雷措施,提高架空线路运行的安全性和稳定性具有重要意义。
        1输电线路的运行特点
        输电线路的运行特点主要涉及到以下方面内容:输电线路不同于普通输变电线路之处主要表现在其结构参数、电压等级均比较高,线路多需将城区避开,以确保其运行稳定、安全。输电线路的绝缘子片长与额定电压呈正相关关系,两个参数值越高越易引起并加剧环境污染。输电线路建设施工的首要问题在于杆塔设置,杆塔过高通常会导致雷击、冰雪等更易袭击输电线路,增大输电线路管理与控制及故障处理难度。输电线路在其自身特征、经济条件与地形特征干扰下通常会发生不同类型的运行故障。
        2输电线路故障
        2.1雷击故障
        输电线路故障之一是雷击故障。雷电是一种自然现象,雷电释放的瞬间产生几十安培甚至几百万安培的电流。雷击对电气设备的损坏分为直击雷和感应雷。直击雷指建筑物、电气设备或者电力电缆直接被雷电击中;感应雷指是由于电气设备附近容易产生电磁场,雷电入侵电力电缆、通信线等内部,导致电气设备产生瞬间过电压和过电流,如果超过了电气设备实际承载负荷,则导致电力故障。由感应雷引起的雷击事故约占雷害事故的80%~90%。如果雷电直接击中架空线路,则产生持续高温,让输电线路绝缘体融化起火,导致线路短路,造成大面积停电故障。雷击故障主要是由于架空线路防雷措施不全面或者架空线路防雷体系存在一定的缺陷。比如输电线路设计不合理,架空线路安装在雷电多发区域或者土壤电阻比较高的区域,这些区域受到雷击的概率比较大,容易发生雷击现象。山西吕梁地区某变电站配电所架空线路运行2年一共发生了60次雷击事故,主要为单相接地故障,单相接地故障达到了42次,两相故障发生18次。由于架空线路受到雷击,由于雷电的电压高,往往超过架空线路设计的绝缘水平,从而导致该相接地系统上的绝缘子闪络,引起线路跳闸,这就是单相接地故障。
        2.2树害故障
        输电线路故障之二是树害故障。树害故障主要受因特殊天气而导致折断的树干倾倒在的配电线而出现的故障类型,而在这个过程中,电力故障维修部门没能与绿化工程部门进行及时的沟通交流,从而导致树害故障得不到及时地解决。在进行树枝清理时,会因为绿化施工人员缺乏相应的专业电力知识,而没能对线网系统进行必要的保护,由此导致线路出现断裂或者脱离杆塔的现象。而且在这些线路架设完成后,由于没有对整条线路进行系统的性能检査,由此影响了故障的排查效果。
        2.3线路运营管理不合理所引起的故障
        输电线路故障之三是线路运营管理不合理所引起的故障。

输电线路所覆盖的区域是十分广的,因而就需要投入更多的人力物力用于运营维护,以此提高线路运营的安全性。而因运营情况不佳而导致的线路故障往往会影响整个线路的供电能力。因而为了更好地提升整体的供电能力,在输电线路架设竣工之后,供电方就应该筛选出细心且具有相关专业知识和技术的人员,对其进行系统且全面的检查后再投入使用,并在后期进行定期的排查和维护。
        3输电线路故障防范措施
        3.1做好架空输电线路的防雷措施
        输电线路故障防范措施之一是做好架空输电线路的防雷措施。首先是改进架空输电线路的防雷设计首先要架设避雷线,这是输电线路防雷击设计中最基础的一项措施,也是最有效的一项措施。它既能够有效防止雷电直击导线,还能够确保导线的屏蔽和耦合作用,同时也能够减小经过杆塔的电流。通常情况下,输电线路的电压越高,架设避雷线的效果也就越好,其造价在总造价中的比重也就越低。电压在1以上的输电线路都应架设避雷线,同时根据不同的电压大小架设不同角度的避雷线,减小避雷线路的保护角度,有效减小雷电的集中率,同时要相应地增加杆塔的高度,并特别注意杆塔上两个相邻避雷线之间的设计距离。其次要安装输电线路自动重合闸装置,这也是一种有效的架空输电线路防雷措施。线路自动重合闸能够有效地减少雷击故障的发生,减少跳闸时间,提高输电线路运行的可靠性。安装输电线路自动重合闸装置,能够在输电线路受到雷电影响跳闸时自动重合成功,并能够迅速恢复线路的绝缘属性。再次还要采用差绝缘或是不平衡绝缘的方式加强线路的绝缘设计。为了提高输电线路的防雷水平,可以适当加强线路的绝缘配合,改善线路绝缘子的性能。通过近几年输电线路建设的实践经验,在高的杆塔上增加绝缘子数量,能够提高绝缘子串的冲击闪络电压值,有效提高线路的抗雷能力,降低因雷击发生的跳闸故障。除此之外,安装线路型避雷器、增设塔顶的防雷拉线或是增加耦合地线等措施,也有助于增强架空输电线路的防雷设计。安装线路型避雷器不管是对雷击导线、杆塔顶,或是避雷线的防雷都是很有效的。而对于经常受到雷击的部分,可以在导线下加装一条耦合地线,帮助避雷线的耦合与分流,从而间接地降低接地电阻。同时,在雷击发生的重点区域,也可以通过架设塔顶的防雷拉线起到一定的屏蔽和分流作用。
        3.2建立输电线路在线视频监控系统
        输电线路故障防范措施之二是建立输电线路在线视频监控系统。输电线路由于运行环境复杂,在运行过程中,可能受到鸟害、空气污染、雷击、风雪等自然灾害的影响,导致线路发生电力故障。因此,需要对输电线路进行巡视,及时发现线路存在的问题,并进行检修。输电线路在线视频监控系统是利用现代化图像数据采集技术、压缩编码解码技术、3G通讯技术、超低功耗技术、视频监控技术等现代信息技术,对输电线路实行24h实时监测,可以解决输电线路运行过程中出现的导线挂异物、导线覆冰、鸟害、雷击等问题。高清摄像头可以24h监控输电线路的运行情况,并将采集的线路运行图像信息发送到监控中心,监控中心可以观看各个采集点的数据信息,及时发现线路存在的安全隐患,并采取有效的措施,防止电力事故的发生。并通过人工方式,在现场异常情况下连续抓拍或者摄像,达到24h全天候监测的目的,减少电力巡视工作人员的工作强度,提高高压线路运行的安全性和可靠性,为线路管理和运营单位提供直观、可靠的线路信息,为线路运行管理提供决策参考。
        结语
        总之,输电线路为人们的生活提供了重要保障,因而为了更好地提高供电能力,就要需要对其中存在的故障进行认真排查,以此降低线路故障出现的概率。作为电力系统的维护人员,应积极地提升自身的专业技能,运用专业的技术能力对其中的故障点进行高效辨别,以此提高解决电路故障的效率,从而为人们的日常生产生活提供保障。
        参考文献
        [1]吴磊.输电线路的运行故障与对策分析[J].集成电路应用,2019,36(10):80-81.
        [2]陈柏元.电力输电线路故障分类方法及其应用研究[D].重庆:重庆理工大学,2018.
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