35kV及以上输电线路故障分析.pdf

第10卷 (2008年第3期)电 力安全技 术 摘要对35kv及以上输电线路故障及原因进行了统计，对由设备故障、外力破坏、鸟害、雷害、 覆冰等原因引起的故障进行了分析。结合实际，提出了有针对性的预防措施，阐述了加大一次投资、提高 输电设备本质安全的重要性。 关键词输电线路；故障；预防措施 输电线路担负着电力输送及联网的重要任务， 做好输电线路故障的分析，找出其一般规律，并运 用到线路故障的防范工作中， 是确保输电网安全稳 定运行的基础。 固原供电局输电网形成了以固原变为枢纽的 330 kv跨省超高压网和以固原变为中心向宝中电铁 专变、固原市各区县辐射的 110 kv主干网。截至 2006 年底，固原供电局运行维护的输电网共包括 330 kv线路 3 条 250. 928 km 、110 kv线路 26 条 606. 996 km 、35 kv线路 34条 670. 326 km ，共计 1 528. 25 km 。 135kv及以上输电线路故障统计及原因分析 1. 1故障次数及原因统计 2002- 2006 年 35 kv及以上输电线路故障及原 因统计具体数据如表 1所示。 从表 1的数据可知，输电线路共发生故障48 次，330，110，35 kv线路故障率分别为 6 ， 29 和 65 ，可见故障主要发生在 35 kv等级 线路上。 输电线路故障主要原因为设备故障( 12次)及外 力破坏( 10次)， 分别占总故障次数的25 ， 21 ， 鸟害和雷害各占13 ( 6次)， 其中鸟害全部发生在 110，330 kv线路，雷害的季节性突出，雷害区较 明确；另外故障原因依次为： 覆冰(5次) 占10、 其 他原因( 5次， 全部为35 kv ) 占10、 树障( 3次， 全 部为35kv )占6、 自然灾害(1次， 龙卷风) 占2。 输电线路故障主要分布在3，6，9和12月份， 其他月份运行相对平稳。 这主要是由于输电线路暴 露在野外，极易受到外界因素，特别是气候因素和 人为因素的影响。3，12 月份是固原市气候突变的 月份，气候突变会造成输电线路故障频繁，尤其是 35v线路。 张东山，韩宏霞 （固原供电局，宁夏 固原756000） 35 kv及以上输 电线路故障分 析 表 12002-2006 年35 kv及以上输电线路故障及原因统计 123456789101112 共计 月月月月月月月月月月月月 设备1121111210 故障 其他21115 外力12115 破坏 雷害134 树障1113 覆冰123 污闪 自然11 灾害 鸟害0 小计21422432411531 外力12115 破坏 鸟害11215 覆冰112 污闪 雷害11 设备11 故障 自然0 灾害 树障0 其他0 小计12212112214 设备11 故障 雷害11 鸟害11 外力 破坏 树障 覆冰 污闪 自然 灾害 其他 小计1113 合 计33632742534648 这些统计数据表明线路故障的首要因素是本质 安全偏低，线路整体抗御自然灾害的能力较差。因 此可从线路初设阶段的选型(如塔型、导线)、各类 参数值(如几种荷载、覆冰的冰重比载、爬电比距、 35 k v 110 k v 330 k v 月份 原因 shigufenxi 事 故 分 析 29 k 第10 卷 (2008年第 3期)电 力安全技 术 3 防雷角等)的选取及施工、 投运等环节加强论证， 相 应提高设备等级，增加一次投资，以应对固原市特 殊的气象条件及地理走径影响。 1. 2故障原因分析 1. 2. 1设备故障 设备故障重点发生在 3，12月份，共12次，其 中35 kv 10 次，110 kv和 330 kv各1 次，说明设 备故障重点在 35 kv线路。 设备故障原因主要有：330kv， 保护插件损坏、 保护误动；110kv， 绝缘子自爆引起单相接地故障; 35 kv ，跌落熔断器烧坏 3次( 因电缆头炸裂、设备 线夹断裂、棒式绝缘子断裂各 1 次) 以及因合闸线 圈、时间继电器粘连使保护动作跳闸的情况等。这 些设备故障表明输电系统存在问题，应从设计、选 型、制造、施工、检修、维护等环节来提高设备的 本质安全。 1. 2. 2外力破坏 由外力破坏引起的故障主要分布在每年的2， 6 月份，发生在 35 kv及 110 kv线路上。 外力破坏主要有偷盗、 往导线扔东西引起接地 或基建故障、违章建筑等，其中偷盗引起的故障主 要有盗割杆塔拉线造成倒杆断线或引起拉线反弹接 地，35kv3 次，110 kv2 次，占外力破坏故障总数 的50， 是外力破坏防范重点。 其他如基建中将电 话线反弹在110 kv导线上、夯路机的吊臂倒落在导 线上砸断导线、小孩往导线上扔绳索、风筝等引起 接地，少数打碎绝缘子造成零值等。 1. 2. 3鸟害 由鸟害引起的跳闸主要分布在每年的2， 6，10 和11 月份，主要发生在 110 kv线路，达 5 次，占 鸟害故障总次数的83; 330kv线路1次，占17。 由于2，10，11 月份是鸟类迁徙、活动频繁的 主要季节，随着社会加大对鸟类的保护力度，及近 几年固原市相对出现暖冬， 鸟类在输电线路周围的 河流、水库、沼泽地的逗留时间增长，停歇在线路 杆塔的几率增大，使鸟害故障相对增多，防鸟害工 作出现新问题：一是原来划分的鸟害重点区已扩大 为几乎所有线路区段，只有相对的理论鸟害重点 区；二是在已经装设了防鸟刺的同基杆塔、同一相 绝缘子串连续发生尿粪污闪，防鸟害工作仅靠一、 两类措施已不能胜任，应采用综合预防措施。 1. 2. 4雷害 由雷害引起的跳闸主要分布在每年的 6， ， 月份，重点在月份。这3个月份是固原多雷季节， 雷击故障多发生在线路靠近边坡的导线相， 尤其是 双回线路平行经过雷区时，故障更为明显，多为绕 击雷引起。 雷害引起的故障主要发生在35 kv线路， 共4次，占66；330kv线路1次，为绕击雷引起， 经登杆检查横担有明显的放电痕迹；110kv发生1 次，为反击雷引起。 1. 2. 5覆冰 由覆冰引起的故障主要分布在每年的1，11和 12月份，110kv占40、35kv线路占60，330kv 线路未发生。 覆冰造成 35kv线路故障的原因是冰荷载使得 导线弧垂增大，引起混线跳闸，且设计导线未采用 正三角形或水平排列。110kv线路，主要是覆冰引 起绝缘子冰闪， 这与固原市气候因素有关。 每年11， 12 月份及来年的1 月份气温普遍较低，时有大雾、 雾凇、雨加雪、微雪、大雪等天气，有时空气相当 湿润，易造成线路覆冰。在相同的地域、相同的气 候条件，同样的覆冰情形，330kv输电设备却从未 发生过覆冰故障。 据分析， 330 kv输电线路从设计、 施工至投运，其各类参数的选取均采用较大值，且 材料选配的规格较高，如330kv重冰区的塔型、导 线、绝缘子串( v型串) 、基础的选取都基本选用了 500 kv线路的典型设计，虽增加了一次投资，但使 设备达到了本质安全， 增强了线路抵御各类故障的 能力。 1. 2. 6其他原因 其他原因引起的故障全部发生在35 kv线路， 说明 35 kv线路的故障成因较 110 kv和330 kv线 路复杂，包括保护误动、原因不明、10 kv线路越 级导致 35 kv线路故障( 少数 35 kv变电站 10 kv保 护集控台损坏) 等，从另一侧面也说明了35 kv线路 设备的本质安全系数较低，线路存在较多安全隐 患，运行维护、故障查找也存在不到位的情况等。 2对策 2. 1技术保障 设备的本质安全是可靠运行的基础， 对输电线 路故障影响较大的几个因素，应采取措施，强化管 理，加强资金、技术投入。 ( 1) 防外力破坏。 加装杆塔防盗帽， 防塔材 被盗； 拉线入地(埋设)或在拉线ut型线夹段浇 注混凝土保护层，防拉线被盗； 加强宣传工作， 增强人们保护电力设施的意识； 积极向当地政 府报告，向执法部门报案，提高侦破率，加大打击 shigufenxi 事 故 分 析 0 79 9 第10卷 (2008年第3期)电 力安全技 术 3 某变电站220 v直流系统发生接地故障后，运 行人员进行拉路查找接地点位置， 在故障线路某开 关控制直流的排查过程中，该开关无故障跳闸，事 故信号警报响起， 保护自动装置及故障录波器均未 动作。 1事故前变电站一次系统及保护自动装置运行方式 500 kv系统为 3/ 2 接线方式，共有 5 条线路、 1回主变，500 kv i ，i i 段母线正常运行。220 kv 系统为双母线带旁路接线方式，共有7条线路，均 正常运行， 母联开关在合位， 旁路及旁路母线备用。 35kv 1号主变三次1001开关和甲、 乙刀闸在合位， 35 kv母线和联络母线并列运行，1 号电容器组备 用， 1， 2号电抗器组投入， 3号电抗器组热备用。 直 流系统的 220 v直流i ，ii 段母线分段运行，1号高 赵长春 1，翟岭江2 （1. 长春超高压局, 吉林 长春130022；2. 长春供电公司，吉林 长春130056） 直 流 接 地 引 起 的 一 次 500 kv开 关 跳 闸 事 故 频开关电源屏充电装置与 i 组蓄电池在i 段母线运 行，i 段母线切换把手切至“电池投入侧” ；2号高 频开关电源屏充电装置与ii组蓄电池在ii段母线运 行，ii 段母线切换把手切至 “电池投入侧” 。 48 v直 流， 段母线分段运行， 1号充电机与i 组蓄电池 在段母线运行，2号充电机与组蓄电池在ii 段 母线运行。保护自动装置按正常方式运行。 2事故经过 事故当日 07: 29，天气雷阵雨转大雨，变电站 监控系统告警窗显示220 v直流系统故障，值班长 立即组织运行人员进行拉路查找接地点。 ( 1) 首先检查 220 v绝缘监察装置，发现直流 馈电屏i“绝缘继电器告警” 信号动作， 绝缘监察装 置记录显示：i 段直流母线正极对地电压为+23 v， 力度； 加强运行巡视， 在破坏重点区增加巡视次 数， 在破坏严重时段采取人员蹲守 ； 增加群众护 线员，增加费用，通过群防群治防范外力破坏。 (2) 防鸟害污闪。根据鸟类活动季节、活动区 域的变化，采用综合治理措施。如装设伞裙大小不 一的复合绝缘子( 因复合绝缘子在相对潮湿的环境 下， 仍有较好的憎水性能)， 大小伞裙相间， 能有效 切断鸟粪成串，防止“鸟粪导线”接地故障；在杆 塔上加装防鸟刺、防鸟挡板、惊鸟器等防止鸟类停 歇 ；在绝缘子串上端装设防鸟罩， 防绝缘子串污染， 还可采用人工驱鸟等方法，强化防鸟害工作。 (3) 防覆冰污闪。 首先应考虑设计时的设备参 数选取是否合理，如爬电比距是否满足技术要求， 重冰区是否采用三相导线水平排列方式；其次，应 采取技术熔冰和人工打冰相结合的方法防冰闪；另 外， 应安排资金， 与科研单位联合建立科研项目， 专 项研究防范此类故障的科学方法， 如将普通瓷质绝 缘子更换为防覆冰型复合绝缘子， 可提高其憎水性 能，增大爬电比距等。 ( ) 防雷害。首先应加强设备选型工作，在多 雷区宜选用保护角大的塔型；其次，多雷区杆塔高 度对跳闸率的影响要比保护角对跳闸率的影响大， 随着杆塔高度增加，地面屏蔽效应减弱，雷电绕击 区变大，导线落雷增多，故障增加，因而多雷区不 宜选用过高的塔型。另外，通过装设线路复合型避 雷器等， 重点监测、 预防多雷区的直击雷、 绕击雷、 反击雷，还可采用降低接地电阻等方法来预防雷 害。 2. 2运行、修试保障 巡视人员应把好设备巡视关， 将正常巡视与特 别巡视相结合， 根据季节、 气象、 线路地理走径、 特 殊区段等特点编制运行日志， 有针对性地重点检查 某个区段、某个季节、某个气象条件下线