输电线路常见故障分析与检测方法综述张楚楚

发表时间:2020/6/8   来源:《当代电力学文化》2020年04期   作者:张楚楚 王海超
[导读] 本文主要分析了输电线路常见故障分析与检测方法。
        摘要:输电线路的运行安全性和稳定性直接影响我国的经济效益和社会效益,还会影响到人们的正常生活、企业的发展。造成输电线路运行隐患的往往是自身问题,所以要将负责铺设输电线路的员工与科技相结合。制定相关措施时,要根据输电线路的特点和实际的环境,使制定出的措施具有可靠性和安全性。基于此,本文主要分析了输电线路常见故障分析与检测方法。
关键词: 输电线路; 故障检测; 深度学习; 绝缘子; 检测算法
引言
        对于我国的电力系统而言,输电线路是一项十分重要的组成内容,并且对于我国的电力体系是否正常的运行和人们的日常生活存在着重要作用。因此为了能够对其输电线路整体的安全性以及稳定性进行提高,管理人员必须要不断的提高维护的措施,将其故障进行合理的排查,这样才能在一定程度上使电力系统能够安全稳定的运行。
1影响输电线路运行安全的因素
        1.1自然因素
        当前,人们对于电力的需求越来越大,铺设的输电线路规模也越来越大。工作人员在铺设输电线路时,大多是在野外,并且直接裸露,没有对线路采取一定的保护措施。若是遭遇雷击、暴雨等自然因素的影响,会对输电线路的运行安全造成严重的负面影响。为了防止电路突然断开、电压过高等故障的出现,必须提前制定好预防这类自然灾害的措施。所有的自然因素中,雷击和低温是最严重的两种。若是遭遇雷击,输电线路的电流会增加,导致电压大大增加。若是超过输电线路存在的最大电压,输电线路就会直接瘫痪。若是遭遇低温、暴雪等自然灾害,输电线路表面会失去弹性,影响供电稳定性。
        1.2人为因素
        人为因素是影响输电线路运行安全的主要因素之一。若是有施工人员在输电线路附近进行相关的施工项目,但在爆破操作时没有采取一定的保护措施,就会对输电线路的正常运行产生影响。此外,如果有农民在输电线路附近焚烧秸秆,也会危害到输电线路的安全运行。同时,铺设输电线路的工作人员也会因为自身操作失误而导致安全事故。
        1.3输电线路自身质量问题
        有调查显示,出现的输电线路安全事故有很大一部分影响因素都是输电线路质量不标准。很多铺设输电线路的企业单位为了获取更多的利润,直接采用质量较差的材料进行安装铺设,导致输电线路的质量降低,安全隐患增加[1]。
2 输电线路的运行故障
        2.1 雷击跳闸故障
        相关的测试表明,输电线路产生的感应雷过电压能够达到400kV,会直接威胁到35kV以下的线路绝缘,因此,为了保证输电线路运行的安全性和稳定性,相关人员应当深入的对雷击跳闸事故进行分析,有针对性的对雷击跳闸故障采取防止措施。一般情况下雷击跳闸事故主要有以下几种:
        第一,杆塔的绝缘能力不够,输电线路在经过一些特殊区域的时候,需要增加杆塔的高度,在增加高度的同时也降低了杆塔的绝缘能力,使配电线路容易受到雷击的影响;第二,天气原因,由于雷雨天气的影响,会造成雷击跳闸故障;第三,区域因素,比如在风口或山谷等危险地带,由于其地点的特殊性,输电线路容易发生雷击跳闸故障[2]。
        2.2 鸟害故障
        随着群众对电力的需求不断加大,配电业务的覆盖面积在逐步增大,例如:在2018 年9 月3 日中电新闻网发布的信息称,国家第三批增量配电业务改革试点范围已经扩大到320个,实现地级以上城市改革试点全覆盖,其中内蒙古地区共12个,因此配电线路覆盖的面积非常广,很容易受到外界生物活动的影响,其中,鸟类对输电线路产生的影响比较大。

在我国,据相关统计,输电线路有关鸟害的跳闸事故占总跳闸事故的比例已经超过了10%,这其中鸟粪故障占71.23%,鸟巢故障占25.62%,鸟体短接触占2.17%,其他类型鸟害占0.98%,所以相关人员通过对鸟害故障采取有效的防治措施,能够在很大程度上保证配电线路运行的稳定性,进一步提升供电质量[3]。
        2.3由于大风等天气出现的线路故障问题
        不仅仅由鸟类以及雷电等相关的因素会导致输电线路出现相应的故障问题,同时在一些大风的天气情况下,也将会导致输电线路的不正常运行,对于这种故障而言,其原因主要是因为现如今我国多数的输电线路的相关设备是安置在室外的环境之中,这样会导致设备长期处于在暴露的状态中,然而在出现一些恶劣的天气,比如大风的情况下,风力的强劲吹击下,导致其输电线路的支持架出现坍塌,或者是出现断裂等方面的问题,这样会导致输电线路的稳定运行带来比较严重的影响,同时也会导致线路存在着安全隐患等问题。
3故障检测技术实现路径
        3. 1 单相接地故障
        单相接地故障发生时,接地相电压会大幅度下降,线路内产生谐波; 非故障相线路内电压大幅度增加,不会产生谐波,电流也不会有明显变。因此,单相接地故障中,非故障线路的供电状态不会中断。对于单相接地故障的单片机编程流程大体如下。首先,判断线路内是否存在电压异常,单相接地故障的首要特征就是故障线路电压大幅度下降。其次,判断相邻相线路内是否电压升高,若存在电压升高且电流未明显改变时,则大概率发生单相接地故障。为提高检测的准确性,需要对基本算法再进行优化。首次检测到某一相内电压降低后,延迟4 s 再进行检测,若4 s内电压未恢复,则以5 s 一个周期对内线路内谐波分量进行连续5 次分析。若连续5 次检测到谐波分量增大,且仍保持供电状态,则为单相接地故障。接下来的流程是: 收集故障信息传回终端机传回远程控制终端发布给维护人员实施故障排查[4]。
        3. 2 相间短路故障
        相间短路故障发生后,故障线路内会突然出现过流现象,在几秒钟之内,过流现象会触发继电保护,线路跳闸,过流现象消失。根据故障发生后线路内电流变化,确定是否发生相间短路故障: 检测模块获取到线路内过流信号,即刻又获取到过流现象消失,且线路内电流迅速降低至0,未在短时间内恢复,则为相间短路故障。单片机程序设置如下: 获取到过流信息未恢复正常电流归0 未恢复正常短路故障发生收集故障信息传回终端机传回远程控制终端发布给维护人员实施故障排查。
        3. 3 断路故障判断
        对于断路的理解较为简单。输电线因多种因素发生供电断裂,此时故障线路内电流、电压均会迅速归0。根据断路故障发生时线路内电流、电压特点,设计以下断路故障检测思路: 检测模块获取到线路内电流迅速归0,短时间内未恢复正常,即刻判断线路内电压情况,电压也迅速归0,则认定为断路。单片机程序设置如下: 获取到电流突变未恢复正常判断电压是否归0 电压归0 未恢复正常认定断路发生收集故障信息传回终端机传回远程控制终端发布给维护人员实施故障排查[5]。
结束语
        输电线路网络部件的种类繁多,各个部件由于常年暴露在自然环境中,很容易受到天气、鸟类等因素的影响。最常见的天气因素包括雷击、暴雨和高温。这种剧烈的环境条件,很大程度上会导致线路部件产生一定程度的形变,甚至出现自爆现象。而鸟害则是直接对部件进行破坏,从而损害部件性能以至于无法工作。因此,对输电线路部件进行故障分析和检测显得尤为重要。
参考文献:
[1]胡鹏程.电力输配电线路的运行维护与故障排除技术分析[J].南方农机,2018,49( 04) : 198-199.
[2]李平,朱海波,杜超,等.架空输电线路防雷措施研究[J].通讯世界,2019(08):328- 329.
[3]谢永彬,王军,许文广,等.输电线路的运行维护及故障排除技术措施分析[J].科技风,2019(24):194.
[4] 宫福兴. 输电线路运行安全影响因素分析及防治[J]. 住宅与房地产,2018,(33):246.
[5] 汤添贵. 输电线路运行安全影响因素分析及防治[J]. 科技风,2018,(33):97.
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