电力系统中输电线路常见问题及监测、检查要点分析
2013-04-17罗定武
罗定武
(宁夏电力公司宁东供电局运维检修部,宁夏 银川750014)
0 引言
随着我国目前电力需求越来越大,电力系统输电压力也日益增加。输电线路担负着输送和分配电能的任务,是电力系统的重要组成部分。电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能,再经输电、变电和配电将电能供应给各用户。而输电线路在电力系统中起到了无可替代的作用,是电能输送的渠道,通过输电线路才能实现对电能的输送。电力系统中,输电线路形成了一个庞大的输送网络,主要由绝缘子、金具、杆塔和输电线等设备和器材组成。输电线路根据电力需求不同,分布样式多样,但一般跨度大、距离长、分布范围广,广泛分布在平原或高山峻岭之中,常年暴露在外,受风吹日晒和雨雪侵蚀;在环境恶劣的地方还有可能受到洪水、滑坡、泥石流等自然灾害的危害,影响电力系统正常运行。因此,要确保电力系统的正常运营,实现电力输送的畅通,保障国家财产和人民的生命安全,就要对输电线路进行严格的监测和检查。远程监控技术的应用,使针对输电线路的监测和检查更为方便可靠,能够有效、及时地发现输电线路上发生的问题,并在第一时间予以维修处理;同时还能实时监控线路运行情况,降低电力企业维修费用。
1 电力系统中输电线路常见的问题
由于输电线路分布密集且运行环境复杂,因此经常会受到外力破坏而发生跳闸、停电事故。这些外力因素主要包括雷击、覆冰和外力破坏等。
(1)雷击。在遇到雷雨、暴雨季节时,输电线路很容易遭受雷电袭击。线路遭受雷击有3种情况:一是雷击于线路导线上,产生直击雷过电压;二是雷击避雷线后,反击到输电线上;三是雷击于线路附近或杆塔上,在输电线上产生感应过电压。无论是直击雷过电压还是感应过电压,都使得导线上产生大量电荷,这些电荷以近于光的速度向导线两边传播,这就是雷电波。直击雷过电压,轻则引起线路绝缘子闪烙,从而导致线路单相接地或跳闸;重则引起绝缘子破裂、击穿、断线等事故,造成线路较长时间的供电中断。雷电波顺线路侵入到变电站,会威胁电气设备的绝缘安全,造成避雷器爆炸、主变压器绝缘损坏等事故,直接影响了变电站的安全运行。
(2)覆冰。在低温雨雪天气里,天气寒冷时,由于湿度高,大量水汽凝聚在导线表面形成覆冰,容易造成电力系统的冰冻灾害。覆冰时杆塔两侧的张力不平衡,会出现导线断落冲击荷载造成倒杆;结冰的电线遇冷会收缩,而风吹引起震荡,电线有时会因不胜重荷而断裂,即使不断舞动的时间过长,也会使导线、塔杆、绝缘子和金具等受到不平衡冲击而疲劳损伤。由覆冰舞动引起的输电线路倒杆(塔)、断线及跳闸事故会给电力系统的输电线路造成严重损害,更会威胁到电网的安全稳定运行和供电系统的供电可靠性。
(3)外力破坏。外力破坏电力线路引起的故障越来越多,情况也较复杂,分布面广。在山区,开山炸石很容易炸伤绝缘子、炸断导线;在线路经过的下方燃烧农作物,火焰和浓烟易导致线路跳闸;在线路保护区内施工的大型吊车、挖掘机有时会碰断导线,撞坏塔杆等;有些不法分子受到经济利益的驱使会盗窃塔材、拉线等电力设施;还有在输电线路下钓鱼、违章施工等。
2 输电线路的监测、检查要点
2.1 输电线路的监测要点
电力系统输电线路的监测系统很多,包括了丰富的内容,有动态增容在线监测系统、导地线微风振动在线监测系统、绝缘子泄漏电流监测系统、输电线路覆冰在线监测系统、输电线路舞动在线监测系统、输电线路导线张力在线监测系统等。这些监测系统都是对输电线路中线路、导地线、杆塔和绝缘子以及运行周围环境进行监测,当监测数据发生改变或超出允许范围时能及时发现并发出警报,便于管理人员的合理管理,有助于及时处理各类突发事件。输电线路监测要点主要包括以下几个方面:
(1)杆塔基础监测。输电线路基础施工质量的好坏,直接决定着输电线路能否安全运行,因此对于杆塔基础的监测至关重要。监测时要注意杆塔及拉线基础是否出现变异,周围土壤是否有突起或沉陷;基础是否有裂纹、损坏、下沉或上拔;基础防护是否沉陷或遭受冲刷。还有一项重要工作就是监测接地装置有无外露、腐蚀等情况出现。
(2)杆身监测。对杆身监测时主要应注意塔身有无弯曲,杆塔、横担是否有歪斜;拉线有无腐蚀、断股或是松弛,是否有张力不均情况;对于混凝土杆来说,杆身是否出现裂纹、混凝土脱落、钢筋外露、脚钉缺损等情况;还要监测杆塔和拉线上有没有危及供电安全的巢穴及蔓藤类植物。
(3)导线、地线监测。对导线、地线有无腐蚀、损坏、断股或是烧伤进行监测,观测导线弧垂变化、相分裂导线间距变化、间隔棒是否松动移位;导线、地线连接金具有无过热、变色、变形、滑移等现象;导线、地线上有无悬挂异物等。还可以利用红外线监测导线、地线、连接金具的温度值。
(4)绝缘子监测。监测绝缘横担绑线有无松动、断股,瓷质绝缘子是否破碎、有裂纹,玻璃绝缘子有无爆裂,合成绝缘子伞裙是否有破裂、烧伤;金具、均压环是否有扭曲变形的情况。绝缘子监测主要的方法是分布电压、零值电阻监测,对于绝缘子的监测要定期进行,而监测周期要依据绝缘子老化率制定。对于那些连续4年老化率在2‰以内的绝缘子,要每隔4年监测1次,但最多不能超过5次;而对于那些连续4年老化率为2‰~3‰的绝缘子,要每隔2年监测1次。
(5)线路通道监测。监测在线路保护区内是否有修建建筑、明火,是否堆放稻草、木材等易燃易爆物,是否种植树木,是否有大型超高机械进入或穿越。对于跨越物监测,要根据巡视线路的地形、状态及时修正被跨越物地点、位置及与电力和通讯线的交叉角、距离。
(6)沿线环境监测。注意线路附近300 m内是否有施工爆破、开山炸石情况及附近河道、冲沟的变化情况。
2.2 输电线路的检查要点
对输电线路的检查主要包括线路主体、附属设施和外部环境这3大部分。
(1)线路主体检查。对线路主体的检查主要是针对基础、杆塔、绝缘子、金具、接地装置等进行的,检查这些是否存在缺陷和损坏。检查杆塔的挠曲度、倾斜度等,检查基础冲刷、位移等情况。
(2)附属设施检查。针对输电线路附属设施的检查主要包括附加在线路本体上的各类标识牌、警告牌及各种技术监测设备是否存在缺陷和损坏。
(3)外部环境检查。包括检查外部环境变化对线路的安全运行是否构成某种潜在性威胁。有些缺陷线路是可以直接观测到的,对于直接观察缺陷有困难的线路就必须进行仪器监测。
3 结语
总之,电力系统输电线路施工完毕后,会受到自然灾害如地震、洪水、冰雹、暴风等外力的破坏,还会出现偷盗引起的倒杆跳闸故障、鸟害引起的跳闸故障、风偏引起的导线与杆塔、拉线、绝缘子间放电故障等,这些都严重威胁了输电线路的安全运行。为此,我们必须做好对输电线路的监测和检查工作,及时发现电力系统输电线路上出现的问题,并采取积极有效的措施保证电力系统的安全稳定运行,从而满足经济发展和人民生活对电力的需求。
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