输电线路运行故障的分析与防治论文_李艳

输电线路运行故障的分析与防治论文_李艳

(龙口市供电公司 山东龙口 265701)

摘要:电力系统作为国家基础产业之一,其不仅关系着百姓日常生活的秩序,更在我国经济建设中发挥着重要的作用。输电线路是电力系统当中的重要组成部分,其肩负千家万户的电力输送任务,也正因如此输电线路的分布极其广泛。广泛的分布使得输电线路不得不面临各种各样的地理环境、气候条件,恶劣的地理环境和气候条件常常会影响输电线路的正常工作状态,小则引起停电事故,大则会引起火灾。为了保证千家万户的正常用电,就必须要加强对输电线路的日常维护和保养,从根本上保证输电线路的正常工作状态。

关键词:国家电网;输电线路;运行故障;防治措施

1 输电线路常见故障类型分析

1.1雷击故障

雷击故障是输电线路中最常见的故障,也是破坏力最大的故障。因为输电线路架设在野外,当夏季雷雨天气来临时,难免会发生雷击故障。从近几年的输电线路故障统计表中发现,我国每年因雷击而造成输电线路故障的次数均在100次以上,其中雷雨较多的年份甚至会达到将近200次。雷击故障程度较低的情况下,可能会造成输电线路不稳定、跳闸等情况,雷击故障程度较高时则有可能引起火灾,雷击故障是输电线路故障当中最难控制和消除的。

1.2覆冰故障

覆冰故障也是造成输电线路运行故障的重要原因。随着近年来极端冰雪天气的逐渐增多,因覆冰引起的输电线路跳闸事故数量也在增多,覆冰故障的出现而容易造成电线杆荷载超限、电线覆冰舞动以及脱冰跳跃等情况,从而造成电线杆因不堪重负而出现变形、折断以及电线绝缘损坏等事故,已经严重威胁到了我国北方地区的冬季电力运输及电力系统的安全稳定性。

1.3风偏放电故障

风偏放电也是输电线路故障当中的重要原因。近年来我国因大风而造成风偏放电的输电线路跳闸故障的次数正呈现出增长的势头,严重威胁了输电线路的正常工作。当出现大风或疾风天气时,输电线路就会在大风的作用力下出现随风摇摆的情况,从而导致输电线路出现短路或跳闸的情况。风偏放电事故一般易出现于沿海及风力较大的地区。随着近年来极端天气的逐渐增多,风偏放电经常会与雷击或覆冰故障相伴出现,为输电线路的正常运行带来了极大的压力。

2输电线路常见故障原因分析

2.1雷击故障原因分析

从气候环境因素方面分析,雷击故障的出现是必然的。因为各个输电线路所在的地区都有着不同的雷电活动周期和规律。尤其是在我国山区、丘陵地带经常会出现雷云或暴雨天气,这种天气的出现就加大了该地区的雷击故障几率,易发生雷击故障。

从地理环境因素方面分析,我国部分地区土壤的电阻率较高,电线杆在接地后容易出现因电阻偏大而引起反击跳闸的故障出现。另外,由于山区具有山坡倾角,使得山区线路会暴露出更大面积的导线弧面,从而增加类雷电绕击的概率,从而形成雷击跳闸故障。

2.2覆冰故障原因分析

①倒塔

倒塔情况的出现,是由于输电线路在覆冰后,其所承载的压力超出实际设计值,导致电线杆因不堪重负而出现变形或倒塌的情况,从而造成输电线路被架空或电气方面事故等。倒塔的荷载方向可分为垂直荷载、水平荷载以及纵向荷载三个种类。

②导线舞动

当导线处在覆冰状态时,其会受到地心引力的影响而出现一定的形变。当气温升高或人为振动处理而导致导线上覆冰脱落时,导线的弹性储能会迅速转变成为导线的动能,引起导线向上跳跃,从而产生导线舞动,使导线及电线杆出现剧烈的摇晃,进而引发导线舞动故障。需要注意的是随着导线覆冰量的增大、其弧垂也越大、张力变化也会增大,当覆冰掉落时产生的舞动幅度也就越大,造成的故障也就会越严重。

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2.3风偏放电故障原因分析

①区域性强风作用

在部分具有大风的输电线路区域中,输电线路会在大风作用力下出现一定程度的位置偏移和偏转。另外,在空气间隙逐渐减小而空间场强逐渐增大的过程中,导线金具的尖端和电线杆构件的尖端之间会出现局部高场强的情况,从而使该部位更容易出现放电情况。一般情况下风,偏放电会在脚钉、防震锤以及角铁边缘的尖端位置上。

②空气间隙放电电压降低

在强风暴雨的天气中,强风作用会使暴雨会沿着风向形成间断性水线。在这种情况下,如果水线的方向与闪络路径相同,那么就会造成间隙的放电电压降低。发生放电时,空气间隙就会明显减小,从而导致放电电压降低的情况。

3 输电线路常见故障防治措施

3.1雷击故障防治措施

想要最大程度的避免雷击故障的出现,就必须要做好基础防范工作。首先要对各地区的落雷分布状态及雷电流强度进行系统的分析,尽可能掌握雷电电流强度与地形以及线路结构之间的关系,并研究出雷击与线路跳闸之间的潜在规律。根据所绘制出的电网雷电区域分布图,制定出切实可行的综合防雷措施计划。目前的输电线路防雷措施主要分为七个部分,分别是:①安装避雷线;②安装侧向避雷针;③安装线路避雷器;④加装耦合地线;⑤加装杆塔拉线;⑥降低杆塔接地电阻;⑦采用多避雷针系统。

3.2 覆冰故障防治措施

① 输电线路的抗冰设计

在对输电线路进行抗冰设计时,首先要根据线路所在地区的实际情况,来对线路的覆冰区和覆冰厚度进行分析,使线路避开严重覆冰地段,尽可能的设计在覆冰程度较低的位置。对于重覆冰地段的输电线路,需要在线路的中间位置设立起加强型直线塔,以免基塔倒塌而对线路造成连锁破坏。与此同时,还应该对地线支架进行系统的补强,从而保证线塔及线路的抗压程度。

② 输电线路除冰方法

目前的输电线路除冰方法主要有热力融冰法、机械破冰法以及其他使用防雪环、憎水、憎冰等涂料等方法。其中热力溶冰法包括潮流分配、短路电流以及铁磁线等。而机械破冰法则包括电磁力和强力震动等等。需要根据不同的实际情况,来选择除冰效果最好的方法。

3.3风偏放电故障防治措施

想要做好风偏放电的故障防治,需要电力部门与各地气象监测部分联手,密切的配合做好不同地区的风况观测,在对输电线路进行设计的过程中要将极端大风天气考虑进去,做好风偏参数的计算工作,以确定各线路所在地区的最大瞬时风速、风压系数以及强风作用下导线的运动轨迹参数等。根据各地区的环境条件设计出准确的风偏设计标准,并对相关参数进行合理的优化,在可能出现强风的地区可以采用“V”型串,以改善风偏造成的放电故障。与此同时,还应该尽可能避免在面向导线的杆塔上安装脚钉等其它导电的突出物,以控制放电情况的发生几率。

4结论

输电线路作为电力系统当中的重要组成部分,其对于百姓日常生活的重要性是不言而喻的。由于受到地理、环境及人为因素的影响,输电线路难免会出现这样或那样的故障,如何根据不同故障原因制定出相应的故障防治措施,就成为了输电线路维护工作人员的重要任务。笔者经过本文的分析发现,造成输电线路故障的原因大多是由于雷击、覆冰以及风偏放电等人类不可控因素。为了保证输电线路的工作质量,提高输电线路对电力传输的可靠性和科学性,输电线路维护工作人员必须要做好各项故障的防治措施,尽可能的减少输电线路出现故障的几率,为电力的正常传输提供有效的保障。

参考文献

[1]盛戈皞,江秀臣,曾奕,黄成军.架空输电线路运行和故障综合监测评估系统[J].高电压技术,2007,08:183-186.

[2]姚昌模,张占龙.输电线路运行故障分析与在线检测[J].重庆电力高等专科学校学报,2011,01:85-87.

论文作者:李艳

论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期

论文发表时间:2017/9/4

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