输电线路常见故障分析与检测方法综述 范会灵

发表时间:2020/5/22   来源:《电力设备》2020年第4期   作者:范会灵
[导读] 摘要:输电线路运行范围广、输送距离远、运行环境复杂,输电线路在运行过程中受到风、雪、雷电等自然因素和人为因素的影响,容易出现短路故障、杆塔故障、绝缘体破裂等问题,影响到输电线路运行的安全性和稳定性。
        (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:输电线路运行范围广、输送距离远、运行环境复杂,输电线路在运行过程中受到风、雪、雷电等自然因素和人为因素的影响,容易出现短路故障、杆塔故障、绝缘体破裂等问题,影响到输电线路运行的安全性和稳定性。基于此,本文主要对输电线路常见故障分析与检测方法进行分析,希望通过本文的分析研究,给行业内人士以借鉴和启发。
        关键词:输电线路;故障分析;检测方法
        引言
        输电线路是电力传递的主要媒介之一,输电线路的质量直接关系到电力的稳定性和安全性。但是受到多方面因素影响,输电线路的风险较大,因此,必须要全方位、多角度的保证线路安全。
        1输电线路常见故障
        1.1输电线路导线覆冰危害
        输电线路常见故障之一是输电线路导线覆冰危害。一旦输电线路出现导线覆冰现象,冰的重量会导致杆塔和金具的竖直方向出现较强的荷载强度,导线载荷变大的过程中,输电线路下沉。此时,如果两个塔杆之间距离较远,那么导线需要承担的负载就会随之增加,最终出现破坏、破裂的问题。不仅如此,负载过大,就会出现杆塔转角以及基础扭矩增加的情况,非常容易出现倒塌问题。不仅如此,在出现导线覆冰现象后,如果无法及时清理,那么在自然脱冰过程中,就会出现脱冰不均匀情况,线路上就会产生较大的张力差异,导致导线出现滑动或者输电线路表层出现破损或者断裂。同时,输电线路上会出现较大张力差,进而改变绝缘子串的位置,最终对拉线造成破坏,也会引发短路和塔杆倒塌现象。在一定条件下,导线覆冰会受到稳定横向风力的作用,出现大幅度低频振动情况,如果天气恶劣风力较大,就会威胁到输电线路安全。一旦导线舞动过于严重,就有可能出现导线线夹松动,绝缘子、塔杆等也会受到不平衡力冲击出现相间短路和直接对地短路。
        1.2断路故障
        输电线路常见故障之二是断路故障。断路故障主要指的是电路中零线和相线存在问题,零线存在问题是电路末端的两相电压增大,从而使用电设备损坏;相线出现问题则使用电设施不能正常使用,如造成电机过热过烫,严重的会烧毁电机。断线是电路中比较常见的问题,最简单的检测办法就是测量回路是否通路。(1)当电路出现回路不通时该线路的用电设备无法正常工作,功能无法实现。(2)假设断路位置存在易燃易爆炸的环境,如木质房屋、草堆、油料桶等,可能因为短路位置释放的电弧产生电气火源,进而引起火灾事故的发生或者爆炸的可能。(3)在电路中有可能存在时断时通的情况,在供电状态下很有可能在断路瞬间释放电弧和巨大的热量,进而引起火灾;在电子设施中释放电弧和巨大热量则有可能导致周围的电子元件遭到破坏击穿,无法达到原有的性能或者无法使用。
        2输电线路常见故障预防以及检测方法
        2.1加强导线覆冰的除冰处理
        首先是热力除冰法。热力除冰主要借助外力加热源和导线自身热量提高导线温度,以达到覆冰融化点,实现除冰。目前最为主要的是除冰、融冰方法就是电流融冰法、短路电流融冰法、直接电流融冰法。比如:利用自耦变压器可以更好地完成热力融冰,除此之外,还可以通过改造重冰区的线路的方式来完成融冰工作。以某220kV线路为例,在融冰冰点站内设置融冰自耦变压器,实现带负荷融冰。其次是自然被冻法。

自然被冻法也是目前最为常见的一种方式,主要是借助风能和其他自然力量,让导线覆冰自然脱落,这种方法较为简单,而且成本较低。只需要在导线上安装平衡锤后者阻雪环即可。但是这种方式的缺陷也非常明显,最为直接就是自然被冻法会导致导线出现不同时期的脱冰,继而引发导线事故。
        2.2断路故障的防护
        电路的断路问题是回路非主观正常的断开,无法使电流形成闭环回路。例如,出现线路断开或者节点接触不良。若是三相电路,假设一相电路出现断路问题则可能导致电机无法正常运作或者烧毁,或三相电路不协调,各相电压不相同发生某相电压过大,引发故障。为防止发生零线断路的现象,首先应增加零线的机械性能,即符合电路负载和电流流量的情况下根据实际情况适当增加零线横截面的面积;其次,使用牢固、可靠、稳定的节点接口,其性能应满足电路的要求指标;最后,不得在零线上直接串接熔断器,避免过电流造成的熔断器熔断,出现断零的问题。针对三相的供配电线路,连接到断相电路的单项负荷,如照明设备等瞬间停止作业,等到断线电路恢复正常时重启工作不会受到损失或者烧毁。对三相电机而言,出现断相情况时电机缺相工作,致使无法正常作业或者导致产生放热,最终烧坏设备。为了防止发生断相的现象,首先应使用合适电路的保护装置,如熔断器,而且必须满足三相中每相保护装置的性能参数相同;其次,使用牢固、可靠、稳定的节点接口,其性能应满足电路的要求指标;最后,电气电路中各个开关触点应紧密连接、配合良好,不得存在老化、脱松、燃烧腐蚀的情况。
        2.3科学选择输电线路检修模式
        在现阶段的输电线路检修作业环节,检修人员采取变线为点模式较多,因为此项工作的专业技能水平比较高,对检修人员提出严格要求,并科学运用在线检修技术与离线检修技术。在输电线路检修期间,检修人员要特别关注线路老化问题,输电线路的老化率不宜超过3‰,输电线路的绝缘性能要满足规定标准要求。对于输电线路运维人员来说,还要大力引进新型检测装置,一旦发现老化的设备与线路,要马上更换。对于相关企业来讲,要根据输电线路检修工作中存在的难题,适当加大资金投入力度,并引进新型的输电线路及相关设施。此外,输电线路运维人员还要加强巡视,需要特别注意下列问题:(1)定期进行线路巡视。结合输电线路的运行现状,按照线路运维计划,进行科学巡视,如果发现输电线路中的设备出现缺陷,要及时修护。通常来讲,输电线路的巡视需要每周一次,巡视单位要结合实际情况来定,可以进行有效调整。(2)加强故障巡视。通过加强故障巡视,能够帮助输电线路运维人员更好地了解故障产生原因,并确定出故障点,结合故障特点,有针对性地进行维护。在输电线路故障巡视过程当中,运维人员要对各个巡视区域进行严格巡视,避免出现在终端或者遗漏,一旦发现可能会引发故障的物件,均需要将其带回,并详细记录下现场具体情况,为后续的事故分析提供重要的参考依据。(3)开展特殊巡视。在气候变化比较大,自然灾害频发的地区,输电线路运维人员要开展特殊巡视,对整个输电线路进行严格巡视。如果输电线路出现异常现象,或者某个部件出现变形,要及时开展特殊巡视。
        结语
        总之,架空输电线路的安全与稳定受到线路环境、线路设计以及线路施工等诸多因素的影响,对于架空输电线路的性能提升也会产生不利影响,因此,需要结合施工实际做好相关因素的考量,并有针对性地进行架空输电线路的防雷及接地设计。由于所有的防雷措施都离不开接地,因此,做好接地设计是至关重要的,要做好架空输电线路防雷设计的保护工作,确保接地装置的完整性,保护好绝缘线路相关设备,减少雷电对线路的影响,从而最大限度地保证架空输电线路的正常安全运行。
        参考文献
        [1]王日辉,鲁志伟,王永利,等.线路避雷器对66kV同塔双回输电线路防雷性能影响的研究[J].东北电力大学学报,2019,39(5):17-22.
        [2]曾杰,杨友,秦雨胧,等.同塔多回输电线路雷击同跳分析及应对措施[J].通讯世界,2019,26(9):253-254.
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