李浩

(云南電網(wǎng)公司曲靖供電局,云南 曲靖 655000)

110 kV線線路瓷質(zhì)絕緣子雷擊吊串事故分析

李浩

(云南電網(wǎng)公司曲靖供電局,云南 曲靖 655000)

對(duì)某110 kV線路N61直線塔遭雷擊后B相絕緣子串掉串事故進(jìn)行分析,結(jié)合該條線路地理環(huán)境及設(shè)備運(yùn)行情況,以及對(duì)絕緣子的質(zhì)量、作用的闡述,針對(duì)因雷擊閃絡(luò)導(dǎo)致的瓷質(zhì)絕緣子掉串提出對(duì)策。

瓷質(zhì)絕緣子;雷擊;掉串事故

1 前言

瓷質(zhì)絕緣子具有良好的絕緣性、耐熱性和組裝靈活等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用在各電壓等級(jí)的輸電線路中,而瓷質(zhì)絕緣子隨著運(yùn)行年限的增長(zhǎng),其絕緣性能會(huì)逐漸下降,瓷質(zhì)絕緣子劣化等缺陷逐漸暴露,再加上長(zhǎng)期運(yùn)行暴露在野外,在雷擊、污穢等自然災(zāi)害的作用下,輸電線路上的瓷質(zhì)絕緣子掉串的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,威脅著電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。某110 kV導(dǎo)線采用LGJ-240/30導(dǎo)線,地線采用GJ-50型及OPGW復(fù)合鋼絞線,全線70%穿越高山、斜坡及樹(shù)林,春夏兩季雷電比較頻繁。故障塔型為110ZM-18型,山地地形,絕緣子為單串,每串8片,發(fā)生故障后N61直線塔B相導(dǎo)線掉落在橫擔(dān)上,第1片絕緣子掛在鐵塔橫擔(dān)上,其余絕緣子掉落地面,第3、5片絕緣子的鋼帽已炸裂,其余掉落的絕緣子有嚴(yán)重的雷擊閃絡(luò)痕跡,登塔檢查發(fā)現(xiàn)左邊線A相絕緣子整串也有雷擊痕跡。

2 事故原因分析

2.1 外部主要原因

故障線路跳閘時(shí)間段的當(dāng)天為雷暴日,故障桿塔附件有雷電活動(dòng),綜合雷電定位系統(tǒng)分析從雷擊閃絡(luò)的絕緣子可看出,掉串的絕緣子遭受了雷擊。而雷擊故障與地理環(huán)境、桿塔高度、絕緣水平幾個(gè)方面的因素有關(guān),通過(guò)分析,發(fā)現(xiàn)110 kV N61塔位于山頂,前后檔距較大 (分別為485m和525m),因此該桿塔成為了易擊點(diǎn)。另外,故障的桿塔接地電阻偏高,事后測(cè)量值都超過(guò)了設(shè)計(jì)值15Ω,因而容易造成了雷擊故障,見(jiàn)表1。

2.2 內(nèi)在原因

從掉串的絕緣子看,鋼帽與鋼腳的內(nèi)表面有銹蝕及放電痕跡,說(shuō)明已成為零值、低值絕緣子。進(jìn)行了檢測(cè),發(fā)現(xiàn)有零值及低值絕緣子,大部分絕緣電阻僅有十幾MΩ,性能不符合運(yùn)行要求。

表1 雷電監(jiān)測(cè)信息查詢結(jié)果報(bào)表

當(dāng)混有零值、低值絕緣子的絕緣子串遭受雷擊時(shí),由于雷擊出現(xiàn)高電位,使零值、低值這部分較為薄弱的絕緣子被擊穿,大短路電流流過(guò)絕緣子內(nèi)部產(chǎn)生高溫,高溫使絕緣子內(nèi)部所含水分迅速受熱汽化產(chǎn)生爆炸力,使一些機(jī)械強(qiáng)度差的鋼帽炸裂而出現(xiàn)掉串事故。

2.3 絕緣子鋼帽炸裂的原因

懸式絕緣子的機(jī)械強(qiáng)度設(shè)計(jì)是以鋼腳破壞強(qiáng)度作為控制點(diǎn),然而,從運(yùn)行及掉串的絕緣子來(lái)看,并未發(fā)現(xiàn)有鋼腳破壞的現(xiàn)象。鋼帽材質(zhì)差、夾有雜質(zhì)在多年長(zhǎng)期的無(wú)規(guī)律的導(dǎo)線振動(dòng)下,可能逐漸擴(kuò)展成小裂紋 (運(yùn)行過(guò)程中難以發(fā)現(xiàn)),在雷擊等外部惡劣環(huán)境作用下,便可能導(dǎo)致鋼帽開(kāi)裂。從掉串中被炸裂的絕緣子鋼帽斷裂口中發(fā)現(xiàn)夾有雜質(zhì),炸裂處有新舊兩種裂痕。說(shuō)明鋼帽材質(zhì)差是運(yùn)行中絕緣子鋼帽炸裂事故的原因之一。

綜上分析所述得出：此次跳閘原因是雷電直接擊中塔頂,由于A、B相絕緣子串中存在有零值、低值絕緣子,加上鐵塔的接地電阻都超過(guò)了設(shè)計(jì)值15Ω,雷電擊中塔頂后雷電流不能及時(shí)泄入大地,在塔頂和橫擔(dān)仍產(chǎn)生高電位反擊A、B相絕緣子,使A、B相絕緣子閃絡(luò)見(jiàn)圖1,導(dǎo)致線路跳閘。

圖1 懸式絕緣子閃絡(luò)發(fā)展過(guò)程示意圖

從B相絕緣子串第3片的絕緣子的鋼帽裂口的鐵銹看出,絕緣子在掉串前已經(jīng)存在隱性?shī)A渣,由于雷擊閃絡(luò)后造成接地故障,在強(qiáng)大的短路電流沖擊作用下,產(chǎn)生大量熱量,使絕緣子鋼帽內(nèi)水泥膠合物發(fā)熱膨脹導(dǎo)致一些機(jī)械強(qiáng)度差的鋼帽炸裂或炸碎,使鋼帽與絕緣子其它部分脫離,從而出現(xiàn)掉串事故。

3 防范措施

1)嚴(yán)格按規(guī)程規(guī)定周期進(jìn)行絕緣子檢測(cè),及時(shí)更換零、低值絕緣子.

2)桿塔接地裝置因埋設(shè)深度不夠、銹蝕、接觸不良、土壤電阻率高等原因造成接地電網(wǎng)阻值達(dá)不到要求,導(dǎo)致 “引雷”不順暢,因此要按照規(guī)程規(guī)定定期對(duì)桿塔接地電阻進(jìn)行測(cè)量,對(duì)接地電阻不合格的桿塔及時(shí)進(jìn)行地網(wǎng)改造,特別應(yīng)趕在雷雨季節(jié)來(lái)臨之前,提高線路的耐雷水平。

3)嚴(yán)格絕緣子抽測(cè)檢測(cè)制度,進(jìn)行機(jī)電破壞負(fù)荷等試驗(yàn)

4)雷擊易擊點(diǎn)加裝線路型避雷器,容易遭受雷擊的桿塔主要是：水庫(kù)、水塘附近的突出山頂;某一區(qū)段的高位桿塔或向陽(yáng)坡上的高位桿塔;頻臨水域的高坡處接地電阻較高的桿塔;大跨越大檔距的桿塔,據(jù)此應(yīng)在這些易發(fā)生雷擊的桿塔地段加裝線路型避雷器,在發(fā)生雷害時(shí)有效保護(hù)絕緣子。

5)采用鋼化玻璃絕緣子.

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,此次瓷質(zhì)絕緣子掉串的原因是多方面的,因而要高度重視其帶來(lái)的危害性,應(yīng)立足防范于未然的角度去思考問(wèn)題和探索問(wèn)題,保證輸電線路的長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行。在輸電線路方面,如何提高供電可靠性,減少絕緣子掉串等同類(lèi)事故的發(fā)生,提高運(yùn)行檢修和工作效率,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)智能化水平是發(fā)展方向。

[1] 掏元忠,包建強(qiáng).輸電線路絕緣子運(yùn)行技術(shù)手冊(cè) [M].北京：中國(guó)電力出版社,2003.

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[3] 顧洪連,沈其榮.輸電線路絕緣子掉串事故的原因分析 [J].江蘇電力,1000-7229(2002)02-0030-02.

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Diagnosis Analysis on Bunch-drop of 110 kV Transmission Line Ceramic Insulator String caused by Lightning

LiHao
(Qujing Power Supply Bureau,Qujing,Yunnan 655000)

This paper discussed an accident about insulator string bunch-drop of phase B after the line tower N61 of 110 kV Tongchong I transmission line was struck by lightning,To analyze the reason of insulator string bunch-drop deeply combined the reason of local geography and the equipment operation condition as well as the described quality and function of insulator string,To Provided method and preventive measures for the accident about the insulator string bunch-drop by lightning.

ceramic insulator;lightning;bunch-drop accient

TM85

B

1006-7345(2014)03-0062-02

2014-02-18

李浩 (1990),男,助理工程師,云南電網(wǎng)公司曲靖供電局,從事輸電線路的運(yùn)行維護(hù)管理工作 (e-mail)444326443@qq.com。