超（特）高压输电线路故障原因分析.pdf

S 电 力 安 全 技 术 第1 5 卷( 2 0 1 3 年 第8 期 ) 超( 特) 高压输电线路故障原因分析 刘 阔 ，赵龙 ( 河南省 电力公 司检修公 司，河南 郑州4 5 0 0 0 0 ) 摘要分析了 超( 特) 高压输电线路的故障原因， 介绍了 故障点的特点及故障巡视的基本要 求，从信息收集和判断、地面巡视检查、登塔巡视 3方面探讨 了故障点的查找方法，为及时、快速、 准确地查找到故障点及判断出故障原因 提供了 一定的借鉴。 ( 关键词输 电线路 ；故障点；巡视 ；检 查 随着近几年 国家电网的飞速发展，河南省境 内的 5 0 0 k V、1 0 0 0 k V输电线路 已由 1 0年前的几 百千米发展到现在的 9 0 0 0多千米、9 0多条，而每 年 由于 自然灾害和其他原因造成的线路跳闸故 障时 有发生。因此 ，能准确快速地查找到线路跳闸的故 障原因及故障点，并及时使线路恢复正常运行 ，显 得尤为重要。 1 线路故障的主要原因及表象 1 1 大风 风速超过设计风速 ( 飑线风 ) 时，会引起倒塔 永久性接地故障；风速接近设计风速时，会引起导 线瞬时位移和出现偏转塔身的情况，使得放电间隙 减小，造成瞬问线路跳闸、瞬间重合闸重合成功的 故障。风偏跳闸有导线对杆塔构件放 电、导地 线线 间放 电、导线对周边物体放 电 3种形式。 1 2 舞动 微风会引起导线、避雷线振动，从而使导线、 避雷线断股、断线，或金具零件断裂，铁塔螺栓松 动脱落，横担变形 ，进而造成线路故障。 1 3 覆冰 导线、避雷线、杆塔覆冰严重时会增大导地线 的驰度 ，增加杆塔的机械负荷 ，从而造成断线或倒 塔、横担变形；稳态横向风、覆冰脱落时产生的不 平衡张力作用，会引起导线、地线舞动，从而造成 导线之间或导线与避雷线之间发生短路故障。 1 4 绝缘子污秽闪络 在潮湿大雾或毛毛雨、雨夹雪等天气，以及绝 一 一 缘子污秽程度的综合条件下 ，重污区绝缘子 串经常 会发生大面积的污秽闪络，从而造成停电事故。此 类事故易发生在秋季和冬季。对输电线路绝缘子的 要求是 ：在大气过 电压、内部过电压和长期运行 电 压下均能可靠运行，但沉积在绝缘子表面的污秽在 雾、露、毛毛雨、融冰、融雪等恶劣气象条件的作 用下，会大大降低绝缘子的电气强度，从而使得输 电线路在运行电 压下发生污秽闪络事故。污闪的发 生具有一定的时段性 ，7 O 以上的污 闪事故都发 生在后半夜和清晨 ；因为这时候的负荷轻 ，运行电 压较高 ，气温较低且湿度较大，是浓雾、露或雪的 多发时段。而在 中午时段 ，线路发生污闪跳闸的现 象则相对较少。 1 5 雷害 雷害故障在线路的故障总数 中占较大比例 ，对 电力系统的危害极大。危害 5 0 0 k V线路 的主要是 直 击雷。直击雷主要有绕击和反击 2种形式 ，其 中，绕击是引起雷击跳 闸的主要原因，9 0以上 的 5 0 0 k V输电设备 的雷击跳闸都是由绕击造成的。 雷击故障多发生在春秋季节 ，其他季节偶有发生。 雷击跳 闸经常会引起绝缘子闪络放电，并在绝 缘子表面留下闪络放电痕迹。一般来说 ，绝缘子发 生雷击放电后，铁件上会有熔化痕迹， 瓷质绝缘子 表面的釉层会烧伤脱落 ，玻璃绝缘子的玻璃体表面 会产生网状裂纹。 由于空气绝缘为 自恢复绝缘 ，在雷击闪络发生 后 ，被击穿 的空气绝缘强度会迅速恢复 ，原来的导 电通道又变成绝缘介质，因此重合闸一般都会重合 成功。 第 1 5 卷 ( 2 0 1 3 年第 8 期 ) 电力 安全技术 雷击也可能引起永久性故障， 如瓷绝缘子脱落、 避雷线断线、导线断线等。 1 6 洪水暴雨 雨季洪水冲刷杆塔基础， 会引起倒塔断线事故。 1 7 鸟害 虽然河南境 内没有发生过鸟害故 障，但鸟类危 害超高压线路的情况时有发生。鸟害故障的类型可 分为筑巢类、体积较大的鸟类、泄粪类、鸟啄绝缘 子等。 近年冬天，在黄河大跨越附近，出现大量的候 鸟栖息在塔上 ，它们体形较大，并且还排出大量的 粪便。由于及时发现并及时处理 ，才没有对线路造 成危害。此外 ，在 山区人烟稀少 的地方 ，超 ( 特 ) 高压线路的复合绝缘子时常被鸟类啄伤，给线路运 行留下了安全隐患。 1 8 缺陷导致故障 一 些线路的故障往往是由未及 时消除的缺陷在 恶劣天气下发展演变而来 的，所以对缺陷的准确定 性 、及时消除也很重要。 1 9 其他故障 线路故障除与气象条件、 自然环境有关外 ，还 与运行维护过程 中人的因素有关。主要表现为：交 叉跨越施工时吊车误碰导线 ，外力造成倒杆断线， 火灾造成空气间隙击穿 ，导线对超高树木或其他交 叉跨越物放 电等。这些安全隐患在运行过程 中是可 以及时发现和防范的。 2 故障点的特点 ( 1 )超 ( 特 ) 高压输 电线路发生故障会出现很 大的短路电流，伴随着强烈的弧光放电，导地之间 瞬间导通，发出巨响，在放电轨迹 中留下非常明显 的不规则 的 电灼伤点 ( 锌 白色 ) ，相与相 、相与地 都十分明显。放 电灼伤点必须由 2点及 以上组成 ， 并且线路故障的放电通道是不完全相同的，因此必 须准确核查放 电通道。 ( 2 )线路故障的放电通道主要有 2种。一种是 在绝缘子串附近放电，这是因为绝缘子串是带电体 中绝缘间隙的最小点 ，当出现雷击、风偏 、污 闪、 冰闪故障时，放 电主要发生在绝缘子串附近 ；另一 种是在导线档距中央放 电，主要是闪击或对 交叉、 邻近物体放 电。当绝缘子串附近 出现放 电时 ，一般 S而 会在导线、绝缘子串、塔身、接地体上留下放电痕 迹 ，很容易找到故障点 ； 而当档 内导线出现放电时， 则要通过地面调查和走导线检查才能找到故障点。 ( 3 )在放 电通道上，不同部位的放 电痕迹是有 差别的。在绝缘子串附近放 电时，会灼伤绝缘子串 钢帽上的镀锌层 ，使之露出灰 白色钢体，但不是每 片绝缘子都会有灼伤点。在导线侧和横担侧放 电肯 定会有放电点且灼伤较为严重。铁塔上 的放 电点一 般在 凸出部位 ，这是因为尖端部位更易引发放 电。 导地 线上 的放 电点一般会形成多处 白色圆斑状伤 痕 ，有时甚至会形成几米长的泛 白区域 。地线间隙 上的放 电点因为放 电拉弧，在高温下会出现明显的 焊疤。接地引下线在泄放短路电流时 ，如果与杆塔 接触不 良，则会在连接板上出现明显的焊点。 3 故障巡视基本要求 ( 1 )故 障巡视的主要任务是查找故障发生的原 因，有时必须结合调查进行。线路发生故障时，不 论重合是否成功，均应及时组织巡线员进行故 障巡 视 ，必要时需登杆塔进行检查 。巡线员应将所分担 的巡线区段全部巡视完 ，不得 中断或遗漏，发现故 障点后应及时报告 ，并设法保护重大事故现场。同 时， 巡线员应详细记录巡视过程 中发现的可疑 隋况 ， 取 回引发故障的物证 ( 物件 ) ，包括现场拍摄的录 像或照片，以作为事故分析 的依据和参考 ，以便进 一 步确定故障原因。 ( 2 )事故巡线应始终认为线路带 电。即使明知 该线路已停电，亦应认为线路随时有恢复送电的可 能 ，并保证与带 电体有足够 的安全距离。 ( 3 )工区接到调度事故巡线命令后应立 即启动 快速反应系统 ，根据调度通知的故障信息 ( 故障选 相、故障测距和跳闸时间) 综合分析故 障情 况，初 步判断事故的位置和性质 ，及时安排巡线员巡线。 巡线员在发现故障点后应立即上报 ，并及时记录事 故状态，收集相关图文资料。事故消除后 ，应对事 故进行分析，找出事故原 因及对策措施 ，及时填写 事故报告。 4 线路故障点的查找方法 线路发生故障时应采取立体交叉 的查找方式。 一 一 hen gc 圭 ha 主 n y 二 i xi a 垡 n 电力 安 全 技 术 第 1 5 卷 ( 2 0 1 3 年第 8 期 ) 在故障巡视过程中，信息收集和判断、地面巡视检 查和登塔检查应互相配合、同步进行。 4 1 信息收集和判断 一 旦输电线路发生故障，技术人员必须在第一 时间收集掌握各类故障信息，迅速分析判断故障的 类别、原因及故障点的位置，预知故障可能产生的 后果及相应的应急措施。故障查找前对故障信息的 收集、 综合研判和准确分析是故障查找成功的一半 。 在进行故障信息收集和判断的同时 ，应立即安排工 作人员赶赴现场 ，并将故障查找的重点区段和重点 检查部位告知现场人员 ，以提高现场作业人员的工 作效率。信息 的收集和判断主要包括以下几方面。 ( 1 )从调度系统收集线路故障的各种参数，主 要有故障发生时间、故障相别、故障测距及是否重 合成功。 ( 2 )查找资料专档 ，锁定故障区段 ，并向调度 部门进一步确认 ，做到故障区域判断准确无误。 ( 3 )搜集故障区段是否有违章建筑、施工、超 高树木、设备缺陷等资料 。 ( 4 )根据现场相关资料，判断该区段的通道内 有无邻近山体、重要跨越、交叉线路 ；从运行资料 中了解重冰区、重污区、多雷区等 ；从雷 电观测系 统 中查找线路走廊有无落雷的情况等，从而确定故 障区段中的重点排查对象。 ( 5 )搜集故 障区段内的特殊杆塔、跨越、大档 距 以及绝缘子的配置情况。 ( 6 )通过电话、互联网及义务巡线员了解故障 区段所属地的气象条件。如果是雷雨大风天气，则 重点关注风偏、雷击等故障； 如果是晴好天气，则 重点考虑交叉跨越施工、树枝碰线、山火等责任性 的外破坏故障；如果是大雾 、小雨天气 ，可能会是 污闪故 障；如果是雨雪天气 ，就要将重点放在覆冰 故 障上。 ( 7 )根据线路是否重合成功判断故障的类别或 严重程度。如果重合成功，则故 障的后果一般不会 太严重 ； 如果天气恶劣 ( 如有暴风雨、长时间降冻 雨、雪天气 ) ，而线路又重合不成功，就可能会出 现风偏或倒塔断线类故障； 如果天气情况良好，而 重合不成功 ，则应将重点放在外力破坏故障上。在 线路重合不成功时，应该一边安排故障点查找，一 边启动应急抢修预案。 ( 8 )确定故障区段。根据故障测距资料计算出 一 一 理论故障点。按 以往经验，故 障测距误差值一般在 5 k m 以内，因此可以以理论故 障点为中心，扩大 到前后共 2 0基杆塔作为故障点查找区段 。 4 2 地面巡视检查 ( 1 )地面巡视人员需根据技术资料 中的相关信 息再次确认故障区段。要收集气象资料或到气象部 门获得权威、准确的气象信息。同时，要走访沿线 群众， 询问他们是否见到异常隋况、 听到异常声响。 ( 2 )故障巡视必须集中人力，以便在最短时间 内查 明故 障原因。地面巡视主要查看是否有倒塔、 断线、掉串、绝缘子异常等情况，巡视结束后，若 未发现异常即可申请调度进行线路送电，以减少停 电时间，预防故障扩大造成不必要的经济损失。 ( 3 )根据技术资料中的相关信息 ，将现场当时 的天气情况和线路运行情况相结合，初步分析可能 发生故 障的地段 ，有针对性地巡视。巡线时除了注 意线路本身各部件外，还应注意附近环境，如大型 机械、树木、建筑物和其他可能触碰线路而引发事 故的临时障碍物 ，杆塔下有无烧过 的线头、木棍 ， 线上是否有异物、鸟兽等。同时，应重点关注档内 导线受雷电闪击、树枝碰线、山火、档内风偏等故 障，重点开展通道调查和走导线检查 。 ( 4 )通过通道检查 、接地装置外观检查 ( 包括 接地板打开检查 ) ，看有无烧伤痕迹。 ( 5 )如有导线覆冰断线、雷击闪络、狂风暴雨 倒塔等，必须将全部故障点找出，一次处理完毕， 然后再恢复送 电。故障巡线应将全线巡完，因为有 些事故可能有 2 处 ，甚至多处故障点。 ( 6 )故障巡线特别需要 注意人身安全。如导 线 断落 在地 面 时，所有 人 员都 应站 在距 故 障点 8 1 0 m 以外 ，并设专人