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架空输电线路的故障与防护技术分析

2020-11-11史丽君张博邢闯

中国电气工程学报 2020年18期
关键词:防护技术架空输电线路故障

史丽君 张博 邢闯

摘要:我国的架空运输电线得到了迅速的发展,各项技术和功能得到了极大的改善,但依旧存在一些问题,需要引起电力企业的重视。由于我国的架空运输电线大部分建在旷野之中,结合生产实践发现,架空输电线路主要存在的故障有鸟害故障和雷击故障,因此,加强对架空输电线路鸟害和雷击故障

的原因分析,找到相应的解决措施,确保架空运输电线的安全运行。关键词:架空输电线路;故障;防护技术

1 输电线路的故障

架空输电线路鸟害故障在很多年前就已经开始了,它主要有以下两个特点:第一,地域性极强。随着社会的发展,很多的人烟稀少的地方都架起了输电线路,这些地方的树林茂密,因此,鸟类的活动较为频繁。此外,随着生态环境不断的改善,鸟类繁殖的速度加快,对架空输电线路的影响就更为突出了。第二,具有季节性。虽然鸟类对人类的益处很大,但是鸟类的季节性活动,覆盖范围较为广泛,严重威胁着架空输电线路的安全运行,导致安全事故的发生。

大部分的架空输电线路是在郊外,所以经常会遇到雷击,导致跳闸现象发生,尤其是在多雨的季节,影响人们的正常用电。因此,为有效预防雷击的损害,很多的电力企业采取了防雷措施,如降低接地电阻的防雷法、耦合地线的防雷法等,并取得了一定的成效。

2 故障原因

架空输电线路鸟害故障原因。很多的架空输电线路分布在田间地头,气候适宜,生物资源丰富,为鸟类提供了良好的生存空间。鸟类在筑巢期间,经常会叼运巢材,这就给电网的安全运行带来威胁。首先,在筑巢时,鸟类喜欢就地取材,如草茎、金属丝和包装带等,常常会因为巢材与带电导线之间的安全距离不足,导致跳闸故障的出现。其次,在输电铁塔 20~30 m高度之间,是鸟类筑巢的昀佳位置,而且筑巢时间往往是在雷雨且多风的三月份,因此,巢材容易被吹散,导致与带电导线距离不足,增加放电事故发生的概率。昀后,鸟类的粪便会沿着电线下落,引发潮湿的空气中局部空气间隙击穿现象,进而发生线路跳闸事故。

架空输电线路雷击故障原因。架空输电线的雷击故障发生的原因主要有三种:(1)直击雷。由于直击雷的电压极高,因此破坏力极强,对输电线路的破坏程度昀大,使得绝缘子轻易的坏掉,击穿导线。(2)非直击的雷电。在架空输电线上,非直击雷会产生电压,对线路造成破坏性。(3)由线路传递过来的雷电侵入波。由于雷电活动的复杂性与随机性,很难对雷电进行准确的测量。因此,电力公司只有根据其危害程度,采取相应的避雷防雷措施。

3 技防措施

防止鸟害措施有超声驱鸟。我国大多数的架空输电线路建在空旷的野外,且覆盖面非常广泛,受鸟类活动的影响较大,但我们又不能大肆捕杀鸟类。因此,利用超声波(现代电子与传感技术结合计算机技术)的方法驱赶鸟类,不仅可以有效的防治鸟害,而且不会伤害鸟类,维持了自然界的生态平衡。相关部门和电力公司应该大力推广超声波驱鸟技术,进而提高架空输电线路的覆盖率,提高企业的经济效益。

在杆塔上安装惊鸟物体。借鉴经验,电力公司可以在架空输电线路的塔杆上安装各种惊鸟物体,进而驱逐鸟类。可以利用挂死鸟、稻草人、风车、反光镜片等等,需要注意的是,各种方法要轮流使用,一种方法在一段时间内有效,时间一长,有些方法就会失效。

安装防鸟装置。在架空输电线路上,安装防鸟装置可以有效防治鸟害。常见的防鸟装置有:防鸟挡板、防鸟罩、防鸟网。其中,为弥补防鸟挡板的强度低、难以紧固的不足,人们发明了防鸟罩。为防止鸟害的发生,电力公司必须多项措施共同使用,进行综合治理,即采取全线装防鸟罩,重点地段加装防鸟刺等方法进行综合治理,有效遏制鸟害事故的发生。

在线路的绝缘子串上方加装保护措施。在架空输电线路的绝缘子上方加装保护措施,可以有效预防鸟害,例如,装防护罩或大沿瓷绝缘子,可以使鸟类在这些装置上活动、排便等,减少鸟巢掉落造成的跳闸事故。此外,电力公司的工作人员可以从鸟类的种群分布、生活习性、迁徙特点等方面进行研究,进而有效地引导鸟类适应新的生活环境,减少对输电线路的损害。不同的地区,要结合各自的防治鸟害经验,并不断地更新防鸟措施,科学防范鸟害的发生。

封堵式防鸟措施。封堵式防鸟就是指在铁塔横担头上,安装防鸟盒,进而有效地封堵鸟儿的筑巢空间。一般情况下,防鸟盒是由绝缘塑料面板拼装而成的,工作人员要保证在铁塔的两个边横担绝缘子上方安装防鸟盒,中横担绝缘子上方则采用两块夹板绑扎安装的方法。为加强防治效果,电力公司还要安排工作人员进行定期巡视,每周 2~3次。

(2)防雷措施中需要加强对防雷设备、设施的定期巡视。为防止雷击危害,电力公司一定要安装防雷的设备和设施,并安排专职人员进行进行定期巡视,主要的巡视内容有:避雷线是否发生断裂、金属是否出现锈蚀、接地的引下线与引上板之间的连接是否良好等现象。此外,工作人员要定期测量防雷设备的接地电阻值,并确保在正常的范围内,保证防雷设备能够正常使用。

定期对防雷设备、设施进行测试。为确保避雷器的工作效果,电力公司应该派专人定期对防雷设备、设施进行测试,测试内容包括:端部引雷处的锈蚀状况、绝缘子的变化情况,避雷器与支撑部件之间的绝缘电阻值。此外,工作人员还要对当地的天气状况(尤其是雷雨天气)与避雷器的工作状态进行详尽地记录,每隔 5年,对避雷器进行 1 mA直流电压泄漏电流测试,确保避雷器的有效性,一旦发现问题,必须及时进行更换。

地线、引下线及接地装置的防腐。架空输电线路的昀有效的防雷措施是:通过架设架空避雷线,装设接地装置,通过引下线把雷电流释放到大地。然而,这种防雷措施昀大的缺陷是架空避雷线、接地装置、引下线非常容易发生锈蚀现象,因此,电力公司必须采取相应的措施,进行及时有效的预防和改善。例如,利用热镀锌的钢绞线和圆钢材料,建设新的线路防雷装置;线路防雷装置锈蚀程序较微的,电力公司要及时对其进行防腐处理,更换锈蚀程度较严重的线路防雷装置。

降低接地电阻。在電力系统中,人们可以通过降低接地电阻,进而提升防雷效果。降低接地电阻的昀有效的措施增补地网和施放降阻剂。

4 结语

电力系统的安全性和稳定性的要求越来越高,加大对架空输电线路防护力度,以期电力系统能更好的服务于人类社会,为我国经济发展做出贡献。电本文就对架空输电线路中常见的鸟害故障和雷击故障进行了分析,并提出了相应的解决措施,希望可以帮助电力企业从多个方面保护架空输电线路,保证电力系统的安全运行,为人们提供更高质量的用电,进而提高企业经济效益和社会效益。

参考文献

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