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影响输电线路安全的因素分析

时间:2022-04-23 阅读:

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电缆故障查找需要知道的五个步骤(图1)

影响输电线路安全的因素大致分为两类,即日积月累的磨损和老化,以及外部因素引起的突发性故障。这两种因素都可能导致故障跳闸,中断供电运行,严重时会导致电网瘫痪。其中,时间累积因素可以人为控制,造成故障的概率极小,而外部环境天气(包括雷击、台风、山火、冰害、污染、温湿度、气压、鸟害等)因素是不可控的。造成故障的概率极高,破坏力很大。

1. 雷击

雷电天气多见于雨季,具有很大的随机性。大量架设在现场的输电线路具有输电塔大、高差大的特点,使得线路的抗雷能力相对较差,容易发生雷击。在恶劣的地形中,单回线路较多,没有平行线路提供的屏蔽和分流保护,增加了雷电事故的发生率。雷击跳闸在输电线路故障中占比最大,电压等级越低,雷击故障概率越高。

雷电放电时,积雨云层电荷积聚,形成强大的静电高压电场,与大地携带的大量负电荷发生碰撞而中和。释放能量高,电压可达几百万伏,电流可达几千安。过电压波陡峭、振幅大,会触发线路绝缘闪络跳闸。闪络跳闸是一种瞬态故障。重合闸成功率高,可恢复导电通路。但严重时会造成线路断线、绝缘子断裂,或沿线路侵入变电站、高温熔断丝,威胁到电力设备的绝缘强度。

为减少输电线路雷电事故的发生,必须防止闪络、电弧施工、直击、线路中断供电等。采取以下防护措施:①架设防雷线;②增加耦合地线;③降低铁塔的冲击接地电阻;④采用中性点间接接地系统;⑤加强线路绝缘等级;⑥安装自动重合闸;⑦安装管道式避雷器;⑧采用不平衡绝缘、双回路环网供电等方式。

2. 台风

台风天气伴随着猛烈的风暴,输电线路会发生走线、风偏、断线、掉塔等事故。断线和塔楼很容易从北向南散开。随着电力系统输电线路设计风速值的增大,断线和落塔事故的概率降低。但是,电线的剧烈晃动、风的排放、漂浮物的损坏等都会造成事故。

风速大,输电线路奔腾大,减小了导体与铁塔之间、导体相与相之间的气隙。气隙分布不均匀,不同程度地降低了气隙内的电压强度,无法承受工作电压。

如果同时有暴风雨,下雨会降低空气电阻值,电线之间的短路会增加放电的概率。这个过程频率高,重复持续时间长,随机性大,幅度大,会引起闪络和冲击。磨损、跳闸等故障,线路跳闸后重合闸率低,人为影响弱,供电恢复时间长。此外,还会造成绝缘子串、金具、横臂等支架、辅助材料和设备的机械故障,造成巨大的经济损失。

对于风速较低的振动线路,大部分线路可以通过安装防振装置来控制。遇强风速时,可采取以下措施:①加装防振锤,加装重锤装置,增加输电线路垂直承载能力,减少线路左右摆动;②安装阻尼线、保护线,增加分线数,加强线材,保证线材与铁塔的安全距离;③采用V型绝缘子串悬吊方式,增强绝缘子抗风能力,横向漂移现象减小绝缘子串风偏角;④在设计铁塔和架设输电线路时,考虑留出较大的导体间距,将吊点下移,

3. 野火

高温、人为等因素引发的森林火灾,使空气长期处于高温低湿状态。它位于山区,跨越森林植被和地面的输电线路之间或相线之间。由于空气粒子的热量自由上升,带电电荷增加,粒子运动加快,形成导电通道,线路闪络跳闸,占野火跳闸的90%。

对于山区输电线路,考虑到地形和经济因素,通常在同一铁塔上设置两条或多条线路。如果发生山火,很容易造成同一输电走廊上多条线路同时故障跳闸。容易大规模扩张,持续时间长,会产生大量高温和浓烟,线路重合闸率低。只能在火势减轻、烟雾消散、空气环境和电线温度降低后才能强制送出,难以采取人工恢复因此线路长时间中断供电,同时,多条线路受到影响,危及电网运行安全。

针对山火现象,应从防火措施入手,减少山火的发生:①控制塔基附近树木的高度、数量和树种;②制定应急响应措施,留有足够长宽的安全通道;③线路保护系统可靠灵敏;④建立实时监控系统,提高监控效果;⑤根据季节、时间段、天气情况加大巡线力度,消除隐患。

4. 冰灾

冰灾包括冻雨、霜冻、结冰和积雪。自然环境中的异常天气条件,冷热交替,会造成输电线路和绝缘子串结冰,增加线路和铁塔的承载能力,增加导体的风面积和下垂,造成不稳定的连续振动和导线窜动,严重时可能发生断线、掉塔等事故。如果绝缘子串被雪冻住,融化的冰水会使绝缘子短路,引起冰闪跳闸。

据统计,当冰和污染结合在一起时,更容易形成冰闪。因此,为了防止冰闪,需要增加线路和绝缘子串的清洗,提高清洁度;增加爬电距离,防止绝缘伞间距离过小。出现雪和结冰;V形绝缘子串和倒V形绝缘子串排列,应增加双串间距以提高闪络电压。在电线结冰和奔腾的情况下,应采用融冰技术,加快覆冰的融化速度或使用加强型相间隔板来增加电线之间的距离,减少因电线之间距离过小而造成的冲击。大摆幅和大振幅的导线。

5. 其他

1) 污染程度。输电线路跨度较长,受大气污染物、盐分、烟尘等的影响,会造成污染在导线表面堆积。由于高压输电线路周围电场较大,电晕容易产生大量带电粒子,带电粒子附着污染,增加带电粒子的电导率,容易放电。因此,必须及时清理输电线路。

2) 温度。高温使导体表面温度升高,使原有高压输电线路散热困难,散热差,导致线路持续高温,造成导体下垂增加、降低导体与大地及穿越物体之间的安全性。距离,使放电发生,造成线路跳闸。因此,可以适当增加导线与地之间的距离和导线的相位。

3) 湿度。随着水分子增多并附着在电路表面,导线周围的电荷吸收电子形成负离子,离解能力减弱,击穿电压升高,局部电场增大,容易产生电晕,造成功率损耗和电压降。因此,在选择电线绝缘材料时,应注意材料的疏水性和疏水性。

4) 气压。随着海拔的升高,空气逐渐变稀,密度降低,气压下降,使传输线与地之间的击穿电压,以及导线的相位和相位降低,容易击穿发生。因此,在较高的海拔高度应降低导线高度。

5) 鸟害。鸟儿喜欢用嘴里的枯枝在铁塔上筑巢。如果分支靠近或落在电源线上,很可能会发生短路。当大型鸟类展开翅膀在电线之间互相玩耍时,它们很容易接触到多根电线,造成相间短路或线路接地跳闸事故。因此,可以在线路或铁塔上制作特定的标志,让鸟类害怕并远离输电线路。

恶劣的环境、气候等因素对输电线路有很大的破坏力,会造成输电设施故障或损坏,造成停电和换线损失,影响线路运行状况、输电容量和输电容量,中断供电,造成严重情况下的电网退役。带来巨大的经济损失。本文从安全的角度分析了输电线路在雷击、台风、山火、冰灾、污染、温度、湿度、气压、鸟害等不同条件下的安全风险、原因及预防措施。电力系统、部门和相关技术人员要加强机理研究,合理设计,科学有效防控。


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