输电线路故障查找与分析

2015-03-22钱华建鞠燕昊

电气技术与经济 2015年6期

关键词：重合杆塔导线

鞠飞钱华建鞠燕昊

（1. 国网山东荣成市供电公司 2. 国网山东海阳市供电公司）

输电线路故障查找与分析

鞠飞1 钱华建1 鞠燕昊2

（1. 国网山东荣成市供电公司 2. 国网山东海阳市供电公司）

输电线路是电力系统中最重要的组成部分，其稳定可靠的运行为电力系统提供一个良好的工作环境。由于输电线路很可能受到外界自然因素和外界作用力的影响，致使输电线路出现各种事故和故障。现在主要结合国网荣成供电公司输电运检班2014年线路故障情况，根据多年来的工作经验，结合各种规程、资料的参考，从故障定位、分析、查找等方面分析多年来线路发生故障的情况，就如何更有效地组织线路故障查找工作提出了几点建议。

输电线路；故障查找；中性点；跳闸分析

0 引言

输电线路共分为架空线路、电缆线路、架空电缆混合线路三种形式。运检部门最难处理的问题是解决线路跳闸故障，荣成供电公司输电运检班所管辖的输电线路地处沿海和丘陵地带，具有“线路长、高压用户和分支线路多、部分线路腐蚀老化严重、受沿海季风影响较大，运行环境、条件差”等复杂性和多样性的特点。当线路发生故障跳闸后，能在最短时间快速查出故障点，是降低故障造成的各种损失、减少线路停电时间的关键。根据笔者20多年从事输电线路运行、检修工作积累的实践经验，结合对各种典型线路故障特点的分析，归纳出了一套较为实用的输电线路故障查找、定位工作的步骤和方法，为输电线路各种故障查找、分析、定位起到了积极有效的作用。

1 根据系统中性点接地方式和实践经验来粗略判断故障性质

当10kV和35kV电网中发生接地信号时，由于其中性点采用不接地或经消弧线圈接地方式，线路不跳闸。如果某相对地电压为零，此时判断为该相发生全接地故障；如果是某相对地电压大于零而小于相电压，则判断为该相发生不完全接地高阻故障；另外在110kV及以上电压等级系统中，其中性点采用直接接地方式。如果某相发生全接地故障，则该相会通过大地与系统中性点短路导致故障跳闸。

在实践工作中发现，110kV及以上电压等级的输电线路中大部分都是单相故障, 35kV线路可能出现多个故障点和多相故障，短路是电力线路出现最多的一种故障形式。

2 综合各方面的数据对故障进行大致定位

综合故障录波器和线路的微机保护的各种数据，进一步进行定位。各种保护、自动装置测出的数据信息只是变电站（所）到故障点的直线距离,并没有指出故障的实际位置。通过完整、准确的线路台账，计算、统计出每基杆塔、耐张段距两侧变电站（所）的距离，同时还要考虑到导线的弧垂及弓子线等因素，进一步对线路故障点进行快速粗略定位。

3 进一步将故障精确定位

线路出现故障或跳闸后,虽然越早到达故障点,故障查出的概率越高。但是在接到调度通知后，决不能盲目地进行巡线,而应该一边快速地通知事故巡视人员做好准备,一边及时地收集、索要有关事故数据，进行全面详细的分析，才能起到事半功倍的效果。

线路跳闸后自动重合成功，说明是瞬间故障，通常有以下几种情况：

1）由外力施工误碰导线故障，基本上都属于金属性接地,如果跳闸后重合成功（对于10kV和35kV线路发生单相接地不跳闸），这时误碰导线的是通断电流较小的物体，因为被瞬间烧断,所以能重合成功。每年110kV线路都会发生2～3次鸟粪闪络重合成功事故、35kV线路曾发生一次较大形体的鸟类在线间飞行引起跳闸事故。

2）因异物飘浮在导线上引起的跳闸事故，这种单相接地或两相短路故障大都属于高阻性质,异物往往被瞬间烧毁,重合成功的几率也非常大，每年110kV线路都会发生1～2次漂浮物闪络事故。

3）绝缘子的闪络引起的跳闸事故，属于高阻接地，基本都能重合成功，一般发生在半夜至凌晨时间段，线路所带负荷较小且系统电压较高，据多年统计，凌晨的发生率最高。发生闪络的多为直线杆塔的绝缘子，天气状况多为大雾、毛毛雨或昼夜温差大露水较多，平均每年110kV线路发生2～3次、35kV线路发生1～2次。

4）耐张杆（塔）弓子线与杆塔闪络，引起的跳闸事故在恶劣天气常常出现。每年夏季台风都会导致110kV线路发生耐张杆（塔）弓子线与杆塔易闪络放电故障。其发生的频率随台风次数而波动。

线路跳闸后自动重合不成功，往往就是永久性故障，就要考虑倒杆、折塔、掉线、断线、电缆故障等的可能性。通常有以下几种情况：

1）由外力施工误碰导线故障。基本上都属于金属性接地,（对于10kV和35kV线路发生单相接地不跳闸）误碰体是通断电流较大的物体就会重合不成功。如各种工程车本体或主要金属部件等。110kV线路每年都会发生多次工程车碰线事故。曾经发生多次因人员砍伐树木倒伏在某相导线上引起跳闸。在日常工作中，这种跳闸成为比较多的故障原因。

2）在冬夏极端天气重合不成功主要有两种天气因素；在夏天的高温天气，有记录的交跨或树木引发的故障，线路跳闸后自动往往重合不成功。通常出现在线路负荷过重，导线的弧垂出现最大值时以及树木生长最快、最旺盛时期，每年夏季220kV线路都会发生数次重合不成功。在冬天覆冰天气出现跳闸，线路跳闸后自动往往重合不成功。多因导线覆冰较重使弧垂下垂增大，造成导线对被交叉跨越物距离不足，往往放电产生全接地故障或断线接地故障。此种故障发生较少。

3）线路所跨林区发生山火引起跳闸故障，重合不成功。这种属于自然因素导致。220kV线路曾在2014年发生2次，较难防范，但是事故原因容易判断。

4）在雷电大风天气出现跳闸，线路跳闸重合不成功。往往是全接地故障，故障点可能为断线故障或绝缘子存在零值情况造成整串绝缘子击穿，导致线路跳闸后自动重合不成功。此种情况不多见，但偶尔35kV线路也会发生。

5）线路重载或过载时线路跳闸重合不成功，多是因为导线连接点接触不良,容易造成连接点发热烧断故障。

6）电缆故障引起的跳闸重合不成功。

确定故障点位于线路的位置：

1）故障点发生在线路前半部分的有：如发生电流速断动作，故障点一般应在线路的前80%部分；距离一段保护动作跳闸（多指110kV及以上电压等级线路）时，故障点一般应在该线路全长的80%～85%以内;零序一段跳闸，故障点应在线路前端。

2）故障点发生在线路中间地段前后的有：在速断和过流同时动作的情况下，故障点应多考虑在线路中间地段前后。

3）故障点发生在后半部分至下一级线路的有：发生的是过流动作，故障点一般应在线路的后半部分至下一级线路；距离二段保护动作跳闸（多指110kV及以上电压等级线路）时，故障点多半会在本线路后段或下一级线路;零序二段跳闸，故障点应在线路后段至末端。

以此将巡视线路是区域外因素引起的故障还是本线路故障进行区分。

确定是本线路故障后，根据以上分析结果在线路台账上对故障进行定位，确定故障巡视目标。输电线路的台账资料、运行规程真实地记录了准确的现场实际情况，对故障进行定位起着非常重要的作用。输电线路的台账资料其内容包括：杆塔导地线明细、线路走向示意图、接地电阻记录、交叉跨越记录、高压用户信息、电缆信息和防外破方面的树木、防山火、防风偏、防异物、线下施工现场、线路走廊广告牌、大型施工车辆信息、防撞击、防鸟害、防雷击、防污闪、同杆架设光缆等记录等。故障查找时在向调度索要有关线路跳闸时的故障录波器或微机保护的故障测距、故障相序以及有关电压、电流数据、保护动作信号的情况下，根据各种故障数据对照线路台账对故障进行分析、定位,按照装置的测距误差5%的比例，在台账上大体圈定故障区域。然后结合以往的经验、数据进行修正，对故障进行分类。这点很重要也非常难,不但需要运用各种数据分析更要了解准确的现场实际情况，有丰富的实际查找经验，才可以迅速准确地做出判断。

4 对确定的线路段迅速进行实地巡视检查找出故障点

线路的标示牌特别是杆号牌和相序牌对故障点查找非常重要, 在输电线路每基杆塔上都要悬挂线路名称杆号牌，所有线路起止杆塔、耐张转角塔、相序换位杆塔以及这些杆塔的前后两基直线杆上都悬挂相序标示牌，线路查找人员通过标示牌和杆号可以迅速定位，进行查找。

1）查找前应将故障信号、数据、分析结果、现场有关情况及巡视要点向巡视人员详细地交代清楚,做到人人心中有数。巡视人员结合丰富的巡视经验实地查找，不能漏过任何一个巡视地点和可疑点。

2）巡线时除了注意线路本身各部件及重点故障相外，还应注意线路走廊和保护区情况，如交叉跨越物、树木、建筑物、大棚和施工现场等;杆塔下附近有无烧伤的树枝、鸟类、小动物以及损坏的绝缘子等应收集起来。另外如发现附近有人员活动，应及时向其打听故障发生时间段有无发现异常情况并作好记录,作为事故分析的依据。

3）如果在重点地段没有发现故障点,一应及时扩大巡视范围或将人员进行交换巡视。二可办理两种工作票对重点杆段或全线登杆检查巡视，此种方法可以发现杆塔周围不明显的异常或导线上方、绝缘子上表面等地面巡视不易发现的死角。三对怀疑为雷击的杆塔，应增加对避雷线的悬挂金具、放电间隙和杆塔上部组件、绝缘子与杆塔连接点、接地极及接地通道连接点等位置有无烧伤和放电痕迹的检查。

4）在进行线路故障巡视的同时，还应通知有关部门对用户的设备进行同时排查，从以往故障查找经验看有将近一半的故障是由用户设备维护不当造成的。

5）对于35kV架空电缆混合线路或多用户线路，在排除了架空线路及电缆通道全部的可疑点后,由于电缆T接点和用户较多，为了尽快找到故障点，恢复送电，在条件许可情况下建议拉开所有T接用户进线开关及电缆分接箱进、出线开关后，并在所有电缆T接点派专人看守，联系调度停用该线路重合闸进行试送电，如果试送电成功，则可以确定故障范围在T接用户设备上或电缆分接箱进线开关后端，可以对其逐个排查；如果试送电不成功，有故障处的电缆T接点会出现打火放电现象，就可以确定为电缆故障。即可办理措施拆除该T接电缆头，使用电缆故障测试仪对故障点进行声测定点查找处理，单芯电缆故障发出的信号主要是：单相接地或先发单相接地信号持续一段时间后变成限时速断动作重合不成；三芯电缆故障反应出的信号主要是：限时速断动作重合不成。

6）故障巡视即使发现故障点后，也要求全线再巡视一遍，防止故障点引发其他隐患，保障送电的安全运行。