摘要:配电线路的安全、可靠运行稳定性,对于电力系统的安全运行有至关重要的影响;近年来沿海地区配电线路在夏天季节的安全运行事故频繁,如何有效地减少因夏季气象条件所造成的各类安全隐患、事故等不良现象,如夏季的台风、雷暴雨天气、雾霾天气、高温以及用电负荷的迅速增长等不利因素,严重地影响沿海地区电网的安全可靠运行。本文针对配电线路夏季常见故障的原因及运维管控,进行简要地剖析研究,以期能为相关配电线路的运行维护管理工作实施提供参考。
关键词:沿海地区;夏季事故;分析与管理
前言
东南沿海地区属于亚热带季风气候特征,常年受夏季雷雨天气、热带风暴或台风、雾霾天气、高温等袭击;引起的配电线路故障问题也较为常见,由于配电线路大部分处于沿海地带、田间、山坡,气象条件等影响较大,会造成配电线路电杆倾斜、断线、停电等事故,甚至发生倒杆、倒塔和大面积停电事故;严重威胁配电线路设备以及人身安全,直接影响到电网的安全、正常运行,本文就沿海地区配电线路在夏季各种气象条件下的常见故障展开分析与运检管理。
1 气象条件的影响
(一)大气过电压
雷电作为自然界中伤害力极大的自然现象,沿海地区空气潮湿,雷云较低,对地放电频繁,同时强度很大;由于配电线路处于田间地头等空旷地区,相对高度较高,易遭雷击事故的特点,当发生雷击时,会产生电压幅值很高的大气过电压,造成绝缘子闪络、配电设备击穿及断线事故;经过我们调查发现,沿海地区配电线路事故发生率中由雷击引起的占20~25%;特别是随着架空绝缘线路雷击事故的增多,造成雷击事故比较严重其主要原因:为绝缘线的结构所致,绝缘导线采用半导电屏蔽和交联聚乙烯作为绝缘层,其中使用的半导体材料具有单向导性能,在雷云对地放电的大气过电压中,很容易在绝缘导线的导体中产生感应过电压,且很难沿绝缘导线表皮释放;二是绝缘导线遭受雷击后的电磁机理特殊,造成雷击断线较多。配电设备防雷保护措施不完善,上述问题造成了配电线路较为严峻的防雷形势。
(二)热带风暴(台风)
由于沿海地区是热带风暴(台风)多发地区,每年不同程度遇到台风或热带风暴的袭击,大风所经过之地会发生架空电力线路断线、倒杆等各类事故,例如今年9号台风“利奇马”以及近年来“云娜”、“桑美”等超强台风对浙江东南沿海地区电力线路损失惨重;热带风暴(台风)对架空电力线路的影响主要为造成倒杆、断线,设备损坏等几方面的事故,其主要原因为线路设计不合理与线路施工时质量达不到要求,设计风速没有达到实际抗风能力,如杆塔抗弯强度不足、杆塔等基础抗倾覆强度不足等因素,以及热带风暴(台风)灾害发生时,大树、广告牌、房屋等倾倒,导致压倒电杆、压断导线等情况的发生,严重影响电网的安全、正常运行给国家和供电企业带来了不可估量的经济损失。
(三)雾霾天气
雾霾天气是一种大气污染状态,空气中悬浮的大量水滴或冰晶微粒的乳白色的集合体,含有大量的灰尘、化工粉尘、烟尘、盐等各种污秽物质,在雾霾天气相对湿度较大时,在使架空线路绝缘子表面形成导电性覆盖膜,大大降低绝缘子的绝缘性能,致使绝缘子表面泄漏电流增加,导致绝缘子沿面发生闪络、放电现象,严重时发生绝缘子击穿,造成线路故障;另外盐雾对导线以及金属构件等的腐蚀,使导线等机械强度降低,遇有强风时引起断线等,特别是对导线连接处的腐蚀更为严重,造成表面氧化膨胀引起接触不良等安全隐患。根据我们调查沿海地区近年来雾霾天气平均每年达到100天左右,因此沿海地区配电线路事故发生率中由雾霾天气引起的占10~15%;
(四)高温天气
电力系统的超负荷运行常常出现在夏季高温时,因为空调等一些大功率电器的使用,用电负荷随之增长,配电线路在设计时不合理,引起配电线路供电能力过载、超载的现象;从而使导线或电缆发热,升到一定值时,会造成导线或电缆的绝缘之间损坏,接头处的氧化也会加剧,结果导致导线发热、断线及导线连接点损坏,严重时甚至引起火灾等事故;夏天高温时导线会因热胀而伸长,弧垂更大,对地、对树木或建筑物等的安全距离就会不符合要求;当弧垂过大、驰度松紧不一时,则在风吹摆动下,摆动幅度和摆动周期便不相同,容易造成相间短路、断线的事故。据不完全统计,近年来东南沿海地区高温天气平均每年达到40天左右,由高温天气引起的配电线路事故发生率占15~20%。
2 预防技术措施
(一)配电线路的设计
配电线路设计水平直接影响到电力系统的安全、可靠运行,设计应有超前和防范的意识,设计前应对架空配电线路的可行性进行评估,特别是对特殊地区包括多雷区、重度污染区、台风灾害频繁等地区进行综合评估;设计人员需要对线路架设地区进行充分调研。确保架设线路的基础抗倾覆能力、杆塔、导线机械强度是否满足技术要求;以及导线对地距离、风偏距离、防雷措施、防污闪措施等是否足够、完备。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过优化对配电线路的路径选择与设计是确保线路运行持续、平稳的关键,结合本地区的运行经验、气象条件、水文地质等,采取《10kV及以下架空配电线路设计技术规程》、《国家电网公司配电网工程典型设计》进行设计;在条件允许情况下可采用电力电缆线路。
(二)导线、绝缘子的选用
导线可采取将裸导线更换成为绝缘导线、导线型号的选择应考虑设施标准化,根据国家电网公司架空电力线路的绝缘化要求,选用JKLYJ耐候型等绝缘导线,适当增加导线的安全系数,取值可取6,以提高线路的机械强度。由于选用绝缘导线提高了配电架空线路的绝缘化率,使线路的故障率不断下降,供电可靠性得到有效的提高;并且有效解决了城乡绿化中的树、线矛盾,提高了架空线路通道的利用率;防止了环境、大气污染对线路所造成的污闪事故等;并具有良好的社会效益和经济效益。
绝缘子型号选择可硅橡胶绝缘子,绝缘配合适当提高绝缘子的绝缘水平,增加泄漏比距,防止雷击、污秽闪络事故。如增加污秽地区的绝缘子片数,采用防尘绝缘子或防污涂料等,经试用后防污效果较好;在多雷区采用带保护间隙的防雷绝缘子,降低防雷绝缘子的接地电阻,保证接地装置泄漏通道良好,以减少雷击事故;对存在污闪放电以及严重污秽的绝缘子进行更换或者清扫,及时消除污闪绝缘子引起的安全隐患。
(三)基础、杆塔的选用
配电线路的杆塔基础作用主要是稳定杆塔,能承受杆塔、导线等各种荷载所产生的上拔力、下压力和倾覆力矩;设计时应结合当地的运行经验、材料来源、地质情况等条件,基础的形式较多,分为普通钢筋混凝土预制基础、现浇基础,掏挖式基础、桩基基础及锚固基础等;基础抗上拔和倾覆的稳定安全系数必须符合规范要求,在条件允许情况下钢筋混凝土电杆可采取现浇基础和预制基础,钢管塔基础可采用现浇钢筋混凝土桩基基础及锚固基础,但当杆塔位置受到限制,(例如离河道、硬化路面或其它建筑物基础较近等)则采用灌注桩基础。
配电线路的钢筋混凝土杆,沿海、空旷地区应采用加强型普通混凝土电杆,耐张、转角、终端杆可选用高强度钢筋混凝土电杆或钢管塔以提高杆塔抗倾覆能力,杆塔选用国家电网公司定型产品,电杆构造的要求应符合有关国家标准的规定。钢筋混凝土电杆的强度计算,应采用安全系数计算方法。普通钢筋混凝土杆的强度设计安全系数不应小于1.7。
3 预防管理措施
1)在夏季即将来临时,对配电线路要做到天气变化前后都进行检查,对线路、设备进行预防性试验和监测,及时发现线路、设备存在的隐患,有利于保障线路、设备安全可靠运行。每年对线路断路器、电力电缆线路等做一次预防性试验,根据线路、设备带负荷情况进行状态检修,积极开展设备周期性巡视、夜巡和特巡,加强对线路的巡视检查,根据每条线路状态,找出危险点作重点巡视;特别是特殊性天气和夜间巡视更容易发现线路的各类缺陷;检查导线弧垂是否满足安全要求,特别是高温和高负荷时利用红外测温仪等先进设备对导线以及各连接点等重要部位进行检测,防止温度过高烧坏设备,或电气设备过热造成材料变形、烧毁等事故,及时掌握线路安全运行情况,确保不发生此类故障。
2)应根据线路运行年限以及线路所处环境污秽等级等情况,按照轻重缓急开展防污闪工作;每年在污闪事故多发季节到来之前,必须对绝缘子进行一次普遍清扫;在检查过程中,可借助超声波放电检测仪等设备开展监测,对存在污秽严重地区,应适当增加清扫次数;加强巡视检查,定期对绝缘子进行测试,及时更换不良的绝缘子;消除污闪绝缘子引起的安全隐患。
3)在在高温、台风来临前,应及时检查线路弧垂及风偏,以防因气温升高弧垂增大造成对地距离、交叉跨越距离不足而引起的事故;做好电杆的补强措施,增加防风拉线提高以杆塔的抗倾覆能力等。在汛期来临前,对受外界环境影响造成杆塔基础下沉的状况,应及时填土夯实;对容易积水或易受洪水冲刷的,要在杆基处筑防护坝;对附近挖土造成杆基不稳定的电杆,要采取各种防倒杆措施。
4)在电网改造中,应将配电线路防雷设施的整改工作纳入其中,保证有计划、有步骤地进行防雷设施的改造,提高绝缘子防污闪措施,以增强线路绝缘能力;定期检测接地装置的接地电阻值是否符合要求,在配电线路改造中,施工人员可在架空绝缘线上加装防弧金具,防止过电压或工频短路电弧对导线的破坏,有效防止断线等事故。
4 结束语
总之,杜绝配电线路夏季常见故障的发生,必须要切实提高我们的管理能力和技术水平,积极推广先进的管理理念和管理手段,提高运行、施工人员理论技术素质,积极采用新技术、新工艺、新设备,要求我们了解和掌握引发配电线路夏季常见故障的各种原因,才能消除电力线各类事故,在极端天气来临之前,提前做好准备,进行事故预想,制定事故处理流程,做到有备无患,为电网的安全稳定运行打下良好的管理基础。
参考文献:
[1]10kV及以下架空配电线路设计技术规程(DL/T 5220-2005)
[2]国家电网公司配电网工程典型设计10kV架空线路分册(2016年版)
[3]《架空绝缘配电线路施工及验收规范》DL/T602-1996
论文作者:倪烨
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/9
标签:线路论文; 导线论文; 绝缘子论文; 事故论文; 杆塔论文; 基础论文; 电杆论文; 《电力设备》2019年第16期论文;