一起220 kV线路避雷线金具发热的原因分析及处理

2017-07-31肖明伟

综合智慧能源 2017年7期

关键词：金具避雷线构架

肖明伟

(华电淄博热电有限公司，山东淄博 255054)

一起220 kV线路避雷线金具发热的原因分析及处理

肖明伟

(华电淄博热电有限公司，山东淄博 255054)

针对高压输电线路避雷线进线与变电站门型构架联接处发生过热的现象，应用远红外技术，诊断了一起相邻220 kV线路之间的避雷线与公用门形构架联接处的金具发热缺陷，对发热的形成原因、产生条件进行了分析，介绍了发热点缺陷现场处理的方法和效果，对输电线路避雷线绝缘联接方式的设计提出了具体建议，为防止出现类似情况提供经验。

避雷线；发热；感应电势；门形构架；绝缘联接

0 引言

架空输电线路设置避雷线是最基本和有效的防雷措施，同时具备避雷线和通信通道双重功能的OPGW光缆(架空地线复和光缆)在电力通信系统中发挥了重要的作用。

220 kV架空输电线路的避雷线设计一般引入变电站门型构架，相邻线路的避雷线在门型构架上共用1个悬挂点。避雷线金具在实际运行中经常发生发热故障，严重影响金具的机械性能和使用寿命，发生故障可能引起严重的通信干扰，甚至烧断避雷线绝缘子造成停电事故。

1 避雷线金具发热情况

1.1 避雷线发热情况

华电淄博热电有限公司220 kV升压站共4回220 kV线路出线，其中南涯线、南付线为同塔相邻线路，避雷线在升压站内经带放电间隙的绝缘子与门型构架相连接，共用1个悬挂点，如图1所示。

图1 避雷线悬挂点位置

2017年2月7日，夜间值班人员在巡视时发现南付线(左侧)、南涯线(右侧)中间避雷线进线与门型构架连接处有发光点，怀疑联接绝缘子放电间隙处发热。在气温-6 ℃气象条件下使用红外热像仪拍摄发热点红外热像图，显示联接绝缘子放电间隙处的最高温度大于150 ℃，如图2所示。同门型构架南涯线、南付线两侧避雷线进线联接处温度为2 ℃。

图2 发热点红外测温图

2月8日白天，使用高倍摄像机对发热点进行拍摄，确定热源点为绝缘子挂环与门型构架联接螺栓处，如图3所示，由于肉眼可见明显发热点且金具有烧融现象，判断实际温度要远高于热像图显示的温度。使用红外热像仪复测，显示最高温度不断跳跃，判定绝缘子放电击穿，且挂环与螺栓联接处仍处于持续的电弧放电状态。

1.2 设备检查情况

停电后，检修人员登架构检查，发现避雷线绝缘子挂环与螺栓联接处有明显放电烧灼痕迹。拆下绝缘子解体发现挂环联接螺栓烧损严重，已融化1/3左右，如图4、图5所示，若不及时处理，将可能导致螺栓、挂环烧断，避雷线脱落，同塔架设的南付线、南涯线跳闸。

图3 发热点处

图4 解体拆下的绝缘子

图5 烧损的螺栓

2 金具发热原因分析

南付线、南涯线之间避雷线进线绝缘子与门型构架联接螺栓处发热，说明放电间隙被击穿，且有较大的感应电流流过。此避雷线采用分段绝缘、单点接地方式，一侧采用带放电间隙的绝缘子与构架绝缘，另一侧直接连接杆塔接地，正常运行时单点接地不能构成电流回路，金具发热的可能性很小[1]。发热原因分析如下。

2.1 感应电压过高

架空线路避雷线与输电导线之间的静电感应和电磁耦合，使避雷线在正常运行时会产生感应电压，静电感应在避雷线上产生的感应电流和损耗均很小，可以忽略不计，避雷线主要受电磁感应电压影响[2]。当负荷电流大时，带放电间隙的绝缘子长期放电击穿，避雷线与大地构成电流回路，产生接地环流。

南付线与南涯线进入220 kV升压站时进行相序转换，按系统正相序排列。面向升压站南付线在左侧、南涯线在右侧，南付线避雷线跨越C相侧与南付线跨越A相侧共用1个悬挂点。南付线避雷线距离C相导线较近，线路感应电压以C相为主，同样南涯线避雷线感应电压以A相为主，2条线路避雷线的感应电压相角差约120°，相当于系统的2相感应电势叠加后施加在2条线路避雷线与门型构架联接金具上，联接金具中流过的是合成感应电势产生的感应电流，经门型构架入地的电流仅是感应电势的差流。

2.2 金具接触不良

避雷线进线绝缘子挂环与门型构架螺栓联接为非固定的点接触，虽然导线应力较大，但长期的风压震动、螺栓表面氧化等原因造成联接处金具接触电阻增大，在放电间隙击穿、金具中通过感应电流后，加速了电流的热效应，发热现象严重。

2.3 绝缘子放电间隙过小

在实际应用中，设计的绝缘子放电间隙距离大多在10～25 mm范围内可调，建设单位安装时无明确标准，同时受风力震动和电磁力作用，间隙不稳定[3]。放电间隙的引弧棒和钢脚由于材质不同，多次累计或其他因素影响导致机械强度降低，易出现击穿现象。

检查拆下的联接绝缘子，钢脚固定处存在变形现象，如图6所示，导致放电间隙变小，由于避雷线上感应电压高，绝缘子放电击穿。