输电线路常见故障和预防

电缆故障的分析与探测定位处理

输电线路常见故障和预防电缆故障的分析与探测定位处理概述输电线路事故是指由于各种原因引起线路供电的突然中断，事故出现后，只有首先找到事故点并确定事故类型，才能找出事故原因并采取抢修措施，恢复供电线路的正常运行，并防止以后发生类似的事故。输电线路故障常见的有输电线路雷害故障、覆冰故障、风偏故障、鸟害故障等。雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。产生雷电的条件是雷雨云中有积累并形成极性。雷害，指雷击造成农作物损害减产或建筑物等设施损害的情况。雷电对架空输电线路的危害，主要有雷电直接击中导线、地线、杆塔顶部，这种雷称为直击雷；当雷电击中线路附近地面或建筑物时，导线上感应积聚的电荷失去束缚而流动会产生很高的感应电压，从而击穿空气间隙跳闸，这种雷称为感应雷

▲图雷电反击图（塔顶）▲图雷电反击图（地线）雷害故障

雷击输电线路导致雷击线路的跳闸故障，还可能造成设备损毁、线路停运，甚至出现大面积停电事件等输电线路故障。常用预防措施1、建设地线，降低保护角2、降低杆塔的接地电阻3、架设耦合地线4、耦合地埋线5、安装线路避雷器6、采用差绝缘方式7、安装招弧角8、安装并联间隙9、采用避雷针10、采用多针系统11、加强线路绝缘12、加装杆塔拉线13、自动重合闸14、采取预放电棒和负角保护针原因这里的覆冰指的是线路覆冰。严冬或初春季节，当气温下降至-5-0℃，风速为3-15m/s如遇大雾或毛毛雨，首先在导地线上形成雨凇，这就是线路覆冰；如气温升高，例如天气转晴，雨凇则开始融化；如天气继续转晴，则覆冰过程终止；如天气骤然变冷，气温下降，出现雨雪天气，冻雨和雪则在粘结强度很高的雨凇冰面上迅速增长，形成密度大于0.6g/cm³的较厚的冰层；这种过程将导致导地线表面形成雨凇—混合凇—雾凇的复合冰层。如在这种过程中，天气变化，出现多次晴-冷天气，则融化加强了冰的密度，如此往复发展将形成雾凇和雨凇交替重叠的混合冻结物，即混合凇。除开雨凇、混合凇外导、地线上还可能存在雾凇或霜凇等覆冰情况。导线覆冰首先在迎风面上生长，如风向不发生急剧变化，迎风面面上覆冰厚度就会继续增加。当迎风面覆冰达到一定厚度，其重量足以使导线扭转时，导线发生扭转现象；导线再扭转时，覆冰就会继续成长变大，终于在导线上形成圆形或椭圆形的覆冰。通常较细导线的覆冰呈圆形，而较粗导线的覆冰则多呈椭圆形。覆冰故障随着全球气候的变化，极端天气频发，架空输电线路覆冰造成的危害越来越严重，常会引起过荷载、冰闪、舞动、脱冰跳跃及冰闪等现象，导致线路跳闸、断线、倒塔和通信中断等事故，覆冰已成为威胁电网安全运行的重要因素。预防措施线路覆冰的预防措施主要采用避、抗、改、防、融。下面阐述常见的冰害预防措施：1、选择合理的线路走向，尽量避开覆冰严重地段，无法避开时避开不利地形（如风口、迎风坡、胡泊、水库、大档距及大高差等）2、缩小耐张段长度3、缩小档距4、提高杆塔强度，加强地线支架的补强5、改善杆塔结构，增大导线间、导线与地线间距离，增大导线与地线的水平位移6、采用高强度的钢芯铝合金导线或其他加强型抗冰导线7、采用预绞丝护线条保护导地线8、采用双悬垂线夹9、加装大盘径绝缘子10、绝缘子串插花11、“V型”或“倒V型”配置悬垂绝缘子12、采用复合绝缘子13、绝缘子涂憎水性能的涂料14、双垂绝缘子串间增大挂点间距15、在悬垂绝缘子串挂点处加装防水挡板16、加装防舞装置17、安装相间间隔棒18、改造旧线路原因

架空输电线路导、地线受风力的作用偏离其垂直位置的现象既为线路风偏。风偏跳闸是风偏故障最主要形式，主要是指导线在风的作用下发生偏摆后由于电气间隙距离不足导致放电跳闸。线路风偏包括跳线风偏、绝缘子风偏和导地线风偏和。跳线风偏是指转角塔跳线受到大风影响，使跳线与转角塔的距离缩短，形成跳线放电；绝缘子风偏角是指在风力作用下，绝缘子串相对于杆塔发生的倾斜角度；导地线风偏是指强风条件下，导线之间或导线与地线之间的电气距离缩短使不同相导线间或导线与地线之间放电，还有导线对周围的物体的电气距离缩短放电。其中，绝缘子串风偏是造成风偏跳阐事故的最主要因素。风偏跳闸事故发生的直接原因是悬垂绝缘子串的风偏角过大，风偏角过大时容易造成绝缘子串下端带电体与铁塔之间的空气间隙减小，当此间隙的电气强度不能承受系统运行电压时就会发生放电故障风偏故障3）暴雨导致空气间隙的击穿电压降低。由于强风常伴有暴雨，在强风的作用下，暴雨会沿风向形成定向性的间断型水线。如果水线的定向与闪络路径成同一方向，将使间隙的击穿电压降低。发生放电时导线风偏角会很大，空气间隙明显减小，且击穿电压较无雨、无冰雹时有一定程度的降低。原因风偏跳闸的本质原因是在外界各种不利的条件下，导线-杆塔空气间隙电气强度不足以承受系统运行电压所致。风偏跳闸的主要原因为：1）设计对恶劣气象条件的估计不足。发生风偏放电的线路在设计时考虑的最大风速大多为30m/s，对局部微气象、强风等特殊区域的针对性不足。输电线路风偏跳闸主要为对塔身和周边障碍物放电，其中对塔身放电所占比例偏高，故今后应加强特殊地形及微气象区的塔型设计与选择。2）局地强风是导致线路放电的直接原因。根据气象部门的报告和现场查询，发生风偏放电的区域一般均出现少有的强风，例如台风、龙卷风、飑线风、峡谷风等。在强风作用下，导线沿风向会出现一定位移和偏转。此外，在间隙减小，空间场强增大时，导线金具和杆塔构件的尖端上会出现局部高场强，更易造成局部放电。从现场观测到的放电痕迹来看，出现在脚钉、防振锤和角铁边缘尖端的放电点正说明了这一点。预防措施风偏故障预防措施1、改善设计参数，提升安全裕度2、减小档距3、减少线路弧垂4、增大塔头电气距离（塔头间隙）5、悬垂串、跳线串加挂重锤6、单串改双串或V串7、悬垂串装导线防风拉线8、采用装防风偏绝缘子9、悬垂塔加装斜拉式防风偏绝缘拉索或外延横担侧拉导线10、耐张采用“三线分拉式”绝缘子串11、耐张塔引流线加装防风小“T”接12、采用复合横担13、加装相间间隔棒14、增大导线与周围物体的安全距离鸟害一般指农产由品由于鸟群啄食造成的损害。对于架空输电线路，当鸟类在线路上排便、筑巢、飞行、鸟啄等活动时，引起输电设备损坏或造成线路跳闸、故障停运，称之为鸟害。架空输电线路涉鸟故障主要有鸟类泄粪、筑巢、飞行、鸟啄等活动造成的架空输电线路故障。根据电力部门的运行经验和国内外学者的统计分析，输电线路涉鸟故障可细分为鸟巢类、鸟粪类（包括泄粪类、鸟粪污染类）、鸟体短接类、鸟啄类、撞击类、次生类故障。鸟害故障对于架空线路的鸟害主要因为鸟类建巢，过长的稻草等造成线路对杆塔放电，造成线路跳闸，或者因为鸟类粪便，造成绝缘子或其它设备障碍，导致线路出现问题的情况，都成为鸟害。预防措施1、新建、改建线路宜远离（5km以上）大型鸟