摘要：110kV高富线处于佛山高明山区，为了减少鸟害造成线路跳闸，在#26塔至#50塔段的直线塔均安装了防鸟套管。本文对110kV高富线#28塔导线断线事件，从外力破坏、雷击、电弧热效应等方面进行分析，得出线路安装了新型防鸟套管和雷电绕击造成110kV高富线跳闸的主要原因，雷击感应过电压将防鸟套管击穿，是导线断线的诱因，而工频续流则是造成绝线导线断线的决定因素的结论。同时根据本起事件，举一反三，提出了相应的改进措施，避免同类事件的再次发生。
关键词：断线；雷击；沿面闪络
Analysis on Wire Breakage of 110kV Overhead Transmission Lines
Lin Zhi-xian Li Shun tai Ni jian xin
(Foshan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co.Ltd.，Foshan，Guangdong 528000，China)
Abstract：Brillant mountains 110 kv line Grosvenor LTD in foshan, in order to reduce the sound line tripping, in # 26 - # 50 towers of repelling casing line towers are installed. In this paper,the tower of 110 kv Grosvenor LTD line # 28 wire break event, from the external force damage, lightning, the respect such as electric arc thermal effect is analyzed, and draw a line installed the new bird proof casing and lightning around the main cause of 110 kv Grosvenor LTD line tripping, lightning induced over-voltage breakdown, will prevent bird casing is wire break cause, and stream power frequency is the decision factor to the off line wire break. At the same time,in accordance with these incidents,extrapolate, puts forward the corresponding improvement measures,to avoid similar incidents from happening again.
Key words：break；Broken stocks ；lightning stroke；surface flashover
2014年6月6日11时16分，110kV高富线C相跳闸，重合不成功，220kV高明站保护测距8.1 km，故障电流5.298kA，录波测距7.452 km，故障电流6.06 kA。故障巡视发现：110kV高富线#28塔C相悬垂线夹处导线断开导致#27-#29档C相导线跌落至地面（#26-#36档为一个耐张段）。
1 设备基本情况
110kV高富线起点为220kV高明站，终点为110kV富湾站，于1999年12月23日投运。110kV高富线全线共有67基杆塔，线路长度为16.499km，导线型号为LGJX-300/40，地线型号为GJX-50。
110kV高富线的杆塔位于佛山高明的山区，鸟害引起的线路跳闸故障较多，通过对防鸟害方面的技术研究发现：鸟粪、鸟窝所搭建的草等都会形成导线与横担之间的放电通道，所以在2011年7月，110kV高富线#26塔至#50塔段的17基直线塔均安装了新型防鸟套管，以切断这一放电通道。本次故障断线的现场情况如图1、图2。
2 导线断线原因分析和理论推测
2.1 导线断口观察
110kV高富线#28塔C相悬垂线夹处断开的导线铝股无磨损断股情况，可以排除导线与悬垂线夹船体在风力作用下产生相对运动造成导线断股的可能。
导线断口呈不规则熔断状，且C相悬垂线夹处导线安装的防鸟套管（于2011年7月4日安装）完全熔融且附着于断口处的导线外表面和断口截面上，判断是高温造成悬垂线夹内部导线熔断。
2.2 线路落雷情况分析
110kV高富线于2011年7月份安装了新型防鸟套管，从2011年7月以来，110kV高富线累计跳闸2次，分别于2013年5月20日和2014年6月6日（本次跳闸）。
2013年5月20日为雷击跳闸，故障相为#23塔（ZM1-24）B相，雷电流为-54kA，大于#23塔绕击耐雷水平7kA，小于#23塔反击耐雷水平69kA。
2014年6月6日（本次跳闸），跳闸前11时12分-11时14分110kV高富线1公里范围内共有3个落雷，最大雷电流5.6kA。
据广东电网公司雷电定位系统统计2011年7月5日至2014年6月6日，110kV高富线1公里范围共有2505个落雷，其中在#28塔1公里范围有283个。
根据2011年7月4日以来的跳闸记录，不计本次跳闸，只在2013年5月20日发生一次110kV高富线#23塔B相雷击绕击跳闸，#28塔未发生过雷击短路跳闸，不会有短路大电流经过，可排除工频短路电流造成断线的可能。
2.3 导线断线模拟过程和计算分析
根据大量关于架空绝缘导线的科研资料,结合本起事件的现象分析,可证实导线断线过程如下:
防鸟套管具有一定的绝缘性能，在正常运行方式下，悬垂线夹处导线不会对悬垂线夹放电，但架空导线安装了防鸟套管后，在悬垂线夹处相对于绝缘导线，导线与线夹之间存在一定的压差，在雷击闪络时,瞬间的电弧电流很大但时间短(约几微秒至几毫秒),会在防鸟套管上造成击穿孔,导致导线与悬垂线夹之间形成高温电弧，防鸟套管被击穿后在击穿点导线对悬垂线夹长期持续放电，同时形成的高温电弧造成悬垂线夹内部防鸟套管完全熔融，绝缘性能消失，增大了导线与悬垂线夹的接触电阻，使线夹内部发热日趋严重最终造成导线完全熔断。
根据焦耳定律可知：电弧熔断绝缘导线的热量与电弧作用时间有关，电弧电流产生的热量： Q=I2Rt（I:电弧电流，R:电弧电阻，t:作用时间）
假设雷电的波头时间为2μs，雷电流幅值为1kA，工频短路电流的作用时间为0.2s，短路电流幅值为1kA，按上式计算可得工频持续电流所产生的热量是雷电流所产生的热量的10000 倍。所以雷击感应过电压将防鸟套管击穿，是导线断线的诱因，而工频续流则是造成绝线导线断线的决定因素。
2.4 小结
本起导线断线是雷电流连续电流造成防鸟套管被击穿，导致导线对悬垂线夹放电，防鸟套管绝缘性能消失，接触电阻不断增大，在工频续流的长期作用下，线夹内部发热最终造成导线熔断，判断是线路安装了新型防鸟套管和雷电绕击造成110kV高富线跳闸的主要原因。
3 结论
新型防鸟套管在一定的程度上，可以有效降低线路因鸟害跳闸的概率，但是在另一方面，雷电连续电流和工频短路电流会造成防鸟套管击穿导致悬垂线夹内部持续产生高温电弧造成导线断线的严重问题，对此我们要吸取教训，举一反三，当面。
通过这起导线断线的事件分析，提出以下三点改进措施：
（1）根据南方电网公司的反措要求，需统计并拆除存在安全隐患的设备。
（2）在佛山地区开展安装了防鸟套管悬垂线夹的红外测温，若发现有发热情况应立即申请停电紧急消缺，同时在未拆除前应做好监控。
（3）对新型材料或者新技术时，要更加谨慎的全面分析和评估安装在设备上的新材料和应用在设备上的新技术，确保设备安全稳定运行。
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作者简介
林志贤，男，1985年生，男，本科，送电线路工技师，从事输电线路设备运维工作。
论文作者:林志贤,黎顺泰,倪剑新
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/11/4
标签：导线论文; 套管论文; 断线论文; 电弧论文; 电流论文; 线路论文; 雷电论文; 《电力设备》2017年第16期论文;