110kV线路避雷线故障的分析与处理

2017-07-01刘生琳肖建军

电力安全技术 2017年5期

关键词：龙门架金具避雷线

刘生琳，肖建军

(国网甘肃省电力公司定西供电公司，甘肃定西 743000)

110kV线路避雷线故障的分析与处理

刘生琳，肖建军

(国网甘肃省电力公司定西供电公司，甘肃定西 743000)

介绍了某铁路牵引站110 kV牵引线的避雷线放电烧断的经过，分析了避雷线放电与牵引站110 kV线路铁塔位置的关系，并根据现场测量及牵引站运行方式对避雷线上长期存在的铁道机车回流电流提出了改进措施，以保证牵引站的安全可靠运行。

牵引站；回流线；避雷线；连接金具；放电发热

0 引言

某铁路牵引站分别由某供电公司110 kV 1123牵引线和1113牵引线供电(1主1备)。根据铁路牵引站供电相关技术资料，铁路牵引站1次110 kV A，B，C三相星型连接，中性点不接地；次级为三角形连接，C相直接接地，A，B两相(27.5 kV)接至高压接触网，供给铁路上行和下行机车用电，机车回流线与牵引站连接。

在电力系统中，输电线路采用避雷线的主要目的是防雷，即泄放雷电流。在线路正常运行中，由于避雷线和载流导线之间的电磁感应作用，避雷线可能会产生不同程度的感应电压，引起避雷线中有感应电流流动。感应电压的大小与线路负荷大小、电压等级及导线布置方式有关。但由于本次事件中1113牵引线为空载线路，所以负荷电流产生的电磁感应并不是引起避雷线严重放电发热的原因。为此，对1113牵引线避雷线放电烧断引起线路短路故障的异常情况进行技术分析和试验，并根据分析、试验结果采取相应的改进措施。

1 避雷线放电烧断经过

2016-02-19T08：28，该铁路牵引站110 kV 1113牵引线(空载备用)零序过流Ⅱ段、距离加速保护动作，电源侧开关跳闸，重合闸动作不成功，强送不成功。故障发生前1123牵引线带牵引站运行，1113牵引线空载备用。

经运维人员现场检查发现，牵引站1113牵引线龙门架侧1根避雷线挂点脱落，搭挂在三相导线上，造成三相短路。

技术人员从值班人员处了解到，1113牵引线龙门架的连接金具在夜间时常出现放电发亮现象。技术人员对故障现场进行检查，发现1113牵引线一根避雷线的龙门架U形环连接处螺栓已烧断，造成避雷线脱落并搭接在输电线路三相导线上；另一根避雷线的龙门架连接板及U形环处均有严重放电痕迹。

2 避雷线放电烧断原因分析

牵引站通过高压接触网供给电力机车负载后，绝大部分电流通过钢轨、回流线和大地返回牵引变，一小部分电流通过钢轨附近110 kV铁塔接地装置流经避雷线后返回牵引变。牵引站供电回路如图1所示。

图1 牵引站供电回路示意

图1中：I牵为接触网的牵引电流；I1为沿钢轨的回流；I2为沿大地的回流；I3为沿避雷线的回流。根据基尔霍夫电流定律，可得I牵=I1+I2+I3。

在钢轨附近无110 kV线路铁塔情况下，I3=0。但当钢轨附近有110 kV铁塔时，I3则通过铁塔接地装置分流传到避雷线，再在龙门架处流入接地网。避雷线与龙门架的接头连接处存在的U形环、螺母等接触面，由于受外界环境影响，易接触不良，接触电阻偏大，造成放电、发热等现象；同时当牵引负荷增大时，沿避雷线的回流也增大，造成避雷线线夹处发热、放电加剧，甚至烧断。

3 现场测试验证

在牵引站1123线主供、1113线空载备供方式下，当有机车通过时，技术人员对牵引站1123牵引线龙门架的接地引下线的电流以及龙门架避雷线连接处的温度进行测量，测试表明：当牵引站负荷达到210 A(高压侧)时，龙门架接地引下线的电流为0，龙门架避雷线连接处温度为15°。同时，对1113牵引线龙门架的接地引下线的电流以及龙门架避雷线连接处温度进行测量，测试表明：当1123牵引线负荷达到210 A时，1113牵引线龙门架接地引下线的电流由0.5 A上升到6.6 A，其龙门架避雷线连接处温度由36°升高到52°。当电力机车通行结束后，接地电流与温度又恢复到原来的状态。

2条110 kV牵引线路避雷线中电流之所以不同，是由于1113牵引线在钢轨附近有铁塔，铁道机车负荷电流有一小部分经由避雷线返回，而1123牵引线在钢轨附近则无铁塔。