架空输电线路的故障与防护技术分析

发表时间:2020/9/29   来源:《当代电力文化》2020年14期   作者:陈亮
[导读] 随着居民生活用电和工业用电总量的不断增加,电力系统的工作压力陡然上升
        陈亮  
        国网海西供电公司  青海省海西州格尔木市    816000
        摘要:随着居民生活用电和工业用电总量的不断增加,电力系统的工作压力陡然上升,甚至不堪重负,所以应当充分加强输电线路的故障检修以及维护,充分保障社会的用电安全。在大部分情况下,我国的架空输电线路都是在露天环境中暴露,长年累月在空气中暴露,难免会造成各种故障,一旦检修和维护不及时,变化导致电力供应停摆,给社会带来不可估量的损失,所以电力企业应当加强加快输电线路的故障排查以及维护。
        关键词:架空;输电线路;故障;防护技术
        1架空输电线路施工规划要点
        1.1杆塔设计要点
        杆塔负责支撑架空输电线路的导线与地线,使其满足电气绝缘的安全标准。不同杆塔运行安全和占地面积具有差异性,因此应结合具体区域的气候和地貌明确杆塔的基础型式。在工程规划设计中,主要以成熟杆塔、典型设计杆塔为主,若使用新式杆塔,需要提前试验,避免出现安全问题。
        1.2线路规划要点
        设计人员在规划输电线路时,应提前做好可行性研究,保证输电线路设计的经济性和合理性。通过现场选线和图上选线的方式,明确施工跨越位置的气象、地质、交通资料,结合实际情况调整设计方案。
        1.3导线选择
        架空输电线路中导线是关键部分,因为线路长期在外部环境中工作,会经常受外界因素影响,如温度、光照等,设计人员在选择导线时,主要按照机械强度、电气性能要求等要素进行选择。当前,钢芯铝绞导线十分普遍,性能良好,可以广泛使用。
        1.4防雷设计
        防雷工作是电力系统的重点工作,架空输电线路的防雷设计需要结合地区雷电情况、土壤导电率等要素综合考虑。杆塔上的避雷线一般采用铝包钢绞线、钢绞线,保证避雷线的防雷保护角;接地装置主要采用圆钢射线状敷设在土壤内,或采用深井接地和加降阻剂、接地模块等方式保证接地电阻符合电气性能要求。当电气设备的防雷装置发生损坏时,工作人员应立即对其进行维修或更换,避免出现更加严重的后果;若安装的绝缘子损坏、避雷线老化或接地电阻不符合设计要求,应及时改造,避免出现更为严重的架空输电线路雷害事件,影响其安全运行。
        2架空输电线路发生故障的原因
        2.1鸟类危害
        在实际情况下,因输电线路横跨在空中,成为很多鸟类的栖息场所,更甚者有些鸟类因找不到更适合的筑巢地点而选择在电线上面安家。虽然鸟类所筑的巢穴一般为树枝组成,重量不是很重,但是一旦遇到大风雨天气,树枝吹落后极易掉到导线上面,严重时会因输电线路接地而引发短路事故。鸟类在飞行的过程中也经常会将树枝无意掉落在输电线路上,因此在之后很容易污染绝缘子,再碰到潮湿或者大雾的天气,则很容易诱发闪络事故。
        2.2绝缘子问题导致线路故障
        输电设备之一的绝缘子在输电安全工作中发挥了重要作用。但是某些厂家生产的绝缘子质量和工艺水平存在着不达标等问题,一旦输电工作中选用这样的绝缘子,则可能会在使用中产生裂缝。如果在此情况下,遇到了雷雨天气,受到雷击后,则会在很短的时间内将绝缘子的头部给击穿,如此绝缘子的作用便会失效。绝缘子暴露在空气中,日积月累下表面会产生很多污物,长此以往就会降低绝缘子的耐污强度。
        2.3架空线断裂
        如果输电线路长时间不进行维修或者更换时,输电线路就会老化,老化的输电线路一旦碰到大风大雨等恶劣天气,极易导致架空线路断裂。另外,由于输电线路在空中的距离比较长,微风吹动电线会导致电线在空中反复摆动,尤其是北方冬季时间,输电线路舞动现象日益频繁,极易导致架空线路断裂。


        2.4雷击导致线路故障
        架空输电线路会受到直击雷和非直击雷的侵害,直击雷相对非直击雷而言,电压更高,破坏力更强,对输电线路造成的危害更大,绝缘子更容易坏掉。但是由于雷电活动的不可控性,电力工作人员很难对雷电活动作出准确的测量,增加工作难度。所以,电力公司只能根据雷电造成的危害,对输电线路采取相应的防雷措施。
        3电力工程输电线路故障管理策略
        3.1施工前准备工作
        为保障输电线路建设工程的顺利实施,施工作业前必须完善相关的准备工作以及做好相应的预控措施。准备工作应尽量详细、完备,同时确定施工计划方案、施工图纸制作审核及施工材料准备。其中,需特别强调的是施工图纸的绘制。首先,要保证工程中涉及的数据满足精度要求,这就要求工作人员采用科学精准的测量仪器和手段。其次,在数据采集后,工作人员须绘制真实合理的施工图纸。并且必须安排专人对施工图纸进行审核,确保施工方案的可行性、科学性和实用性。接下来,施工人员应严格按照国标、技术规范及图纸要求开展施工作业,同时保证施工方案科学合理。为规避施工作业过程中可能发生的意外或事故,在制定施工计划的过程中,还应建立完备有效的预备方案。确保即使在施工途中出现意外或事故,也能通过预备方案,转危为安,避免不必要的损失。另外,施工作业前,须保证现场所需材料齐全、合格,以防止因材料缺陷对项目质量和整体进度产生影响。
        3.2严格规范施工人员的作业情况
        电力工程输电线路施工是专业领域,也是高危作业。这要求相关人员要有较高的专业技能水平,同时有强烈的安全防范意识。但就当下的情况看,该行业相关人员依然存在安全意识不够、技术水平不高、为追赶工期疲劳作业等问题。从而发生人身、设备事故。为消除现场作业中存在的安全隐患,首先,严格落实施工人员执行技术规范和国网标准,同时加强施工队伍管理和培训学习。其次,举办技能水平培训,提高作业人员职业素养,打造精英队伍。同时开展安全警示教育和主题安全日活动,组织学习讨论典型事故案例,使作业人员自觉遵守安全规范,提升队伍的安全防范水平。最后,严格落实施工现场作业管理要求,细化安全责任,切实加强责任管理,让每一个人深知安全的重要性,从源头上杜绝安全事故发生的可能性。
        3.3合理安装避雷器及其避雷线
        在架空输电线路中,可以通过合理安装避雷器来达到防雷效果。在架空输电线路中安装避雷器,这样当输电线路遭受到雷击现象时,雷击放电就会产生分流的现象,一部分的放电电流就会通过避雷器传输到附近的塔杆中,然后通过塔杆将放电电流传输到地中,如果雷击放电量超过定值,那么避雷器就能够将放电电流分成分流,传输到附近的塔杆中。当雷击放电电流通过避雷器以及导线时,放电电流能够受到导线中电磁感的影响,进而使得放电电流在避雷器以及导线中产生耦合分量现象,并且避雷器的放电分流要远远超过避雷线的放电分流,而分流产生的耦合分量现象能够促使导电电位提升,这时候绝缘子的闪络电压就会大于导线与塔杆顶之间的电位,所以绝缘子就不会发生闪络现象,故而,输电线路避雷器具备非常良好的供电箱作用,而这种作用也是在输电线路中安装避雷器实现防雷的一大特点。
        避雷线是架空输电线路最为常见的防雷措施,在架空输电线中安装避雷线能够达到以下效果。其一,能够有效避免雷电直接击中相线。其次,当雷电击中塔杆顶时,能够使得雷电发电电流产生分流的现象,减少雷电发电电流流入塔杆现象。其三,能够屏蔽导线,进而有效降低导线感应电压。随着电力事业不断的发展,避雷线的效果并没有特别明显,并且在低电压输电线路中避雷线并没有起到很好的作用,所以避雷线更多的运用在高电压输电线路中。
        结语
        综上所述,电力企业有必要结合跨越物特点对架空输电线路进行施工,围绕现场环境完成基础数据的计算,科学选择牵张系统、放紧线段、保护措施,最终选择最佳跨越施工方案。在完成全方位的施工管控工作后,应依据施工方案设置应急预案措施,提升架空输电线路的跨越施工质量,保证现场施工的安全性。
        参考文献
        [1]王凯,李婉卿,王俊旺.架空输电线路故障和防护措施的研究[J].科学技术创新.2019(08).
        [2]李泽.架空输电线路的故障与防护技术分析[J].集成电路应用,2019,36(11):94-95.
        [3]蒋益进,彭德胜.利用架空输电线路中的外接地线防雷技术[J].电工技术.2016(03).
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