析架空输电线路故障的查找
2013-04-11周四化
周四化
淮南供电公司运维检修部,安徽淮南,232007
输电线路“防跳”是运行单位常态化的重点任务,是保证电网安全运行的重要“支撑点”。但跳闸后,运行维护人员准确判明故障原因,及时查找故障点,在最短的时间内恢复供电,意义重大。鉴于线路点多、面广,常年运行于野外,经受着各种恶劣环境、自然灾害、外部影响因素的考验,跳闸时有发生,造成局部供电中断,影响电网运行的可靠性[1]。
运行单位在接到调度部门跳闸通知后,应根据故障滤波器、保护装置动作情况、行波测距等,判断故障范围,无论跳闸是否重合成功,均应进行故障巡视。
1 输电线路故障分类
长期暴露在野外的架空线路受外界影响,易发生外破、污闪、冰闪、雷击、鸟害、树碰线、风偏、舞动等故障或事故。按其影响因素可分为自然因素引起的故障、外界环境引起的故障等。但往往各种因素可能同时作用于输电线路本体,造成不同类型的故障跳闸;如超过设计风速的飚旋风、龙卷风、局部微气象等会造成风偏、倒杆断线、树碰线等故障,雷雨雪天气往往造成雷击、污闪、冰闪、舞动等跳闸;化工、碱厂、水泥厂等易引起污闪;线路通道内风筝、气球、塑料薄膜、细绳线、违章树木、建房、开山放炮、鸟类活动、线路机械作业、焚烧秸秆、山火、线下钓鱼、塔材偷盗等均可能造成线路外破跳闸。
2 输电线路主要故障特点
2.1 雷击故障
一般能重合成功。雷击形式有直击、绕击、反击和感应雷击。主要取决保护动作及雷击强度、次数,但是,瓷质绝缘子或低值较多时,可能引起绝缘子钢帽炸裂,形成永久性故障。一般雷击绝缘子串两端表面有较大闪络痕迹,槽内有烟熏的黑色痕迹。绝缘子串中间闪络痕迹不明显,甚至没有。架空地线若有放电间隙者,地面接地连接处有放电痕迹。导体与距离比较近的接地体(主要横担)之间形成放电通道(可能放电在导线、跳线、碗头、均压环、横担等),雷击现象主要有导线与金具对横担放电、横担第一片绝缘子对导线放电、复合绝缘子均压环之间放电。
2.2 污闪故障
常常发生在大雾、毛毛雨、雨夹雪等潮湿天气,主要发生在后半夜和清晨(负荷小、电流小,电压大)。一般能够重合成功,但在短时间内又会发生跳闸,重合几率较小,往往发生永久性故障。电力线路绝缘子表面受到固体、液体及气体的导电物质的污染,受大雾、毛毛雨、雨夹雪等潮湿天气影响,污层电导增大,泄漏电流增加,产生局部放电(从导线或横担第一片开始),在运行电压的作用下,形成电弧闪络,造成跳闸。
2.3 风偏故障
一般故障发生后重合复跳,但有时可能重合成功。由于风偏是导线对杆塔、构筑物的放电,往往绝缘子会无任何痕迹。耐张塔大多在跳线上,直线塔主要发生在悬挂点垂直档距较小或负值的导线上,也有可能出现局部微气象条件下地段,特别是将瓷质、玻璃绝缘子更换为合成绝缘子(无重锤)的上述杆塔。导线旁边临近的山坡、树木、交叉跨越和新建构筑物也有可能发生。
2.4 鸟害故障
大多在鸟类迁徙季节(10月至次年4月份)的夜间发生。一般都为单相故障,均能重合成功。北方地区线路跳闸原因,一般为鸟排出的粪便形成通道居多,在横担、杆塔下有大量鸟粪,绝缘子两端有放电痕迹,但能继续运行。发生故障的数日内,在故障杆塔的前后数基杆塔上,如果仍有鸟停留,也可能再次引起跳闸。
2.5 覆冰舞动故障
在冷却到零下的雨雪中,水滴与线路导线表面碰撞冻结,产生覆冰现象。一般发生在11月至次年4月份之间,线路迎风面较背面严重,引起杆塔覆冰损坏、线路相间短路、绝缘子损伤、绝缘子覆冰跳闸等。且需要满足导线不规则异形(导线上有明显覆冰、为四分裂)、风速在4~20 m/s稳定的层流凤、风向与线路大于45°(故障线路走向与风向近似垂直)、气温由零上向零下变化、空气湿度大于85%等条件。
2.6 外破故障
引起跳闸原因较多,有自然原因、人为原因。多为偷盗、炸伤导线、杆塔周围取土、车辆、接卸碰及带电导线、植树、建房、风筝线、广告牌等异物短路、用户及其他部分线下施工架线、钓鱼碰线、焚烧秸秆、放烟花等。从重合闸动作情况来看,一种可以重合,为瞬时故障,如风筝线、树枝等短时间能够燃烧尽的异物短路。一种为永久性故障,如大型机械车辆碰线,重合闸瞬时动作后会复跳,还有可能造成倒杆断线,无法重合。外破故障没有规律可循,也是故障控制的难点、重点。
3 输电线路故障查找与判定
线路发生故障后,尽管到达故障点时间越短,故障检出成功率越高,但接到调度命令后不能盲目地立即组织巡线,而应及时召集事故巡视人员做好巡线有关准备,利用较短时间收集、索要事故数据,并进行全面细致的故障分析。
故障查找归根结底还要人来完成,必须召集足够的合适人员,应将故障数据、分析定性结果、现场情况及巡视重点向全体人员进行详细交代,做到每个人都心中有数。
线路发生故障后,运行单位应根据各种测距、重合闸动作情况、气象条件、在线监测等相关数据,结合线路特殊区段及运行经验确定巡查方案。
3.1 重合闸动作情况
依据重合闸动作情况可以第一时间判定故障是否为永久性故障还是瞬间故障,确定是否准备后续抢修的可能。
3.2 保护测距
保护及自动装置测出变电站到故障点距离,并没有给出故障杆号。这就需要在线路台账上做些工作,统计计算出每基杆塔距两侧变电站距离,这样才能实现线路故障点快速准确定位,且故障测距的误差一般不超过1~3 km,一般需要以保护测距位置向两侧扩展1~5 km作为重点巡视区段(若未发现故障,继续扩展巡视)。
线路故障大部分是单相故障,搞清线路相位很重要,提前了解线路准确的线路标示,可以减少事故巡线人员的工作量。
3.3 气象条件
一般情况下,线路大部分故障都是由恶劣气象、微气象引起的。大风天气或引发风偏、树碰线故障;雷雨或引发雷击故障;持续大雾、毛毛雨天气或引发污闪故障;降雪、冻雨可能引发冰闪、覆冰舞动。
3.4 在线监测
目前,输电线路在线监测装置的应用越来越广泛,功能也不断完善,通过局部在线检测装置可以第一时间判定故障点。如雷电定位系统可以较为准确地判定故障当时线路附近落雷情况,并可以根据雷电电流等参数判断故障杆塔雷击性质。
4 输电线路故障准备工作及注意事项
不仅要找到故障点,还要真实的现场故障情况及巡视必要的安全工器具,如安全带、脚扣、望远镜、照相机、测高仪、接地电阻测量仪、GPS定位仪等,记录故障杆塔通道、地形地貌、放电点等。对于重合复跳永久性故障,还应做好抢修准备,备好相关的抢修物资材料。
故障巡线人员应做到“三勤”:“腿勤”就是不怕走路,故障巡视查看到位,不走过场,不走马观花。“嘴勤”就是多向周围的住户、行人和群众询问故障发生时是否听到什么异常声响,看到什么亮光或火花等,尤其是在一些可能发生故障的特殊区域更要不厌其烦,多说多问。“脑勤”就是多动脑子想问题,分析问题[2]。
参考文献:
[1]国家电网公司人力资源部.输电线路运行[M].北京:中国电力出版社,2010
[2]刘亚新.高压输电线路巡视手册[M].北京:中国电力出版社,2003