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        多起輸電線路外力破壞跳閘事故的試驗(yàn)研究

        2018-07-18 01:53:02秦金飛程登峰楊道文夏令志李森林
        電氣技術(shù) 2018年7期
        關(guān)鍵詞:驅(qū)鳥漂浮物漁網(wǎng)

        秦金飛 程登峰 楊道文 夏令志 李森林

        (國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司電力科學(xué)研究院,合肥 230022)

        隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,輸電線路的建設(shè)得到了長(zhǎng)足發(fā)展。由于輸電線路長(zhǎng)期裸露野外,要受到自然災(zāi)害的侵襲,而且鋪設(shè)面廣,所以外力破壞(簡(jiǎn)稱“外破”)引起的線路跳閘事故概率呈上升趨勢(shì)[1-3]。按引起外破事故的原因,主要分為施工機(jī)械、風(fēng)箏類漂浮物和偷盜塔材等[4]。文獻(xiàn)[5-6]重點(diǎn)闡述了輸電線路下吊車等大型機(jī)械作業(yè)的智能預(yù)警系統(tǒng)的研制。文獻(xiàn)[7]講解了違章施工的行政管制建設(shè)。文獻(xiàn)[8-9]講解了外力破壞事故的預(yù)防措施。文獻(xiàn)[10-11]重點(diǎn)闡述了在線監(jiān)測(cè)裝置在輸電線路中分析及預(yù)防跳閘事故的作用。本文主要對(duì)近期發(fā)生的由風(fēng)箏線、驅(qū)鳥彩帶和漁網(wǎng)引起的三起外破跳閘事故進(jìn)行研究,分析了外破漂浮物的絕緣特性以及事故成因,提出了降低風(fēng)箏線等漂浮物跳閘事故的措施。

        1 外破跳閘概況

        近期,某省電網(wǎng)發(fā)生三起輸電線路外破跳閘事故,具體情況見表1。

        表1 某省電網(wǎng)三起外破跳閘事故

        1)風(fēng)箏線跳閘事故時(shí),天氣為小雨,故障類別為A相單相接地故障,樣品如圖1所示。

        圖1 風(fēng)箏線樣品

        2)驅(qū)鳥彩帶跳閘事故時(shí),天氣為晴,故障類別為B相單相接地故障,樣品如圖2所示。

        3)漁網(wǎng)跳閘事故時(shí),天氣為小雨,故障類別為A相單相接地故障,樣品如圖3所示。

        圖2 驅(qū)鳥彩帶樣品

        圖3 漁網(wǎng)樣品

        2 外破漂浮物試驗(yàn)

        對(duì)風(fēng)箏線、驅(qū)鳥彩帶和漁網(wǎng)開展絕緣電阻測(cè)量、干工頻耐受試驗(yàn),為了模擬故障現(xiàn)場(chǎng)天氣情況,同時(shí)對(duì)風(fēng)箏線和漁網(wǎng)進(jìn)行了濕工頻耐受試驗(yàn)。

        2.1 絕緣電阻測(cè)量

        分別選取0.1m長(zhǎng)的風(fēng)箏線、驅(qū)鳥彩帶和漁網(wǎng)作為樣品,采用5kV絕緣電阻表測(cè)量其絕緣電阻值,測(cè)量結(jié)果見表2。

        表2 外破漂浮物樣品絕緣電阻值

        從表2中可以看出,經(jīng)烘箱干燥后,風(fēng)箏線和漁網(wǎng)的絕緣電阻值較高,絕緣情況良好;經(jīng)噴壺少量噴水后,兩者絕緣電阻值均明顯下降,但風(fēng)箏線相比漁網(wǎng)更易浸水,絕緣下降更為明顯;經(jīng)多次噴水后,水分形成導(dǎo)通回路,兩者絕緣電阻值降低到千歐級(jí)別。

        2.2 干工頻耐受試驗(yàn)

        由于故障現(xiàn)場(chǎng)樣品長(zhǎng)度有限,所以分別選取1m長(zhǎng)的風(fēng)箏線、驅(qū)鳥彩帶和漁網(wǎng)作為樣品進(jìn)行干工頻耐受試驗(yàn),采取逐漸施加電壓至 220kV進(jìn)行 1min耐受試驗(yàn)[12],若樣品在升壓未達(dá)到220kV,已發(fā)生擊穿,則停止升壓的方案。試驗(yàn)結(jié)果見表3。

        表3 外破漂浮物樣品干工頻耐受試驗(yàn)

        從表3中可以看出,風(fēng)箏線和漁網(wǎng)均通過(guò)220kV、1min的干工頻耐受試驗(yàn),故干燥風(fēng)箏線和干燥漁網(wǎng)的單位長(zhǎng)度閃絡(luò)電壓耐受值均大于 220kV/m,晴朗天氣下,兩者絕緣強(qiáng)度達(dá)到絕緣桿的預(yù)防性交流試驗(yàn)要求,絕緣情況較好。

        在驅(qū)鳥彩帶進(jìn)行干工頻耐受試驗(yàn)時(shí),在電壓為35kV、65kV、73kV時(shí),樣品表面均出現(xiàn)一次明顯的局部放電,放電消失后,繼續(xù)升壓至 83kV時(shí),樣品表面多處出現(xiàn)明顯的局部放電,但電壓仍能維持,手動(dòng)降壓后,觀察樣品本體完好,無(wú)燒蝕痕跡。第二次重新試驗(yàn)時(shí),在試驗(yàn)電壓未達(dá)到125kV前的升壓過(guò)程中,樣品未發(fā)現(xiàn)明顯放電現(xiàn)象,但當(dāng)試驗(yàn)電壓升至125kV時(shí),樣品發(fā)生閃絡(luò)擊穿。故干燥驅(qū)鳥彩帶的單位長(zhǎng)度閃絡(luò)電壓耐受值約為 125kV/m,但由于其表面局部存在少量雜質(zhì),造成實(shí)際放電電壓會(huì)低于試驗(yàn)電壓。

        2.3 濕工頻耐受試驗(yàn)

        分別選取 1m長(zhǎng)的風(fēng)箏線、漁網(wǎng)作為樣品進(jìn)行濕工頻耐受試驗(yàn),采取逐漸施加電壓至樣品擊穿,則停止升壓的方案。

        風(fēng)箏線在少量噴水后,試驗(yàn)電壓加壓到 100kV時(shí),開始發(fā)生爬電,未持續(xù)噴水且線徑細(xì),水分很快被烘干,爬電現(xiàn)象消失;多次噴水后,加壓到40kV左右時(shí),發(fā)生閃絡(luò)。故在潮濕天氣下,泄漏電流的影響,會(huì)導(dǎo)致風(fēng)箏線上的潮氣蒸發(fā),風(fēng)箏線仍會(huì)有較高的絕緣強(qiáng)度;雨天時(shí),風(fēng)箏線受水量較大,其單位長(zhǎng)度閃絡(luò)電壓耐受值小于40kV/m。

        漁網(wǎng)在少了噴水后,試驗(yàn)電壓加壓到30kV時(shí),出現(xiàn)電暈放電聲音,繼續(xù)升高電壓至 50kV時(shí),樣品首、尾端起火,試驗(yàn)現(xiàn)象如圖4所示。

        手動(dòng)將試驗(yàn)電壓降至為0后,樣品仍繼續(xù)燃燒。故濕漁網(wǎng)的單位長(zhǎng)度閃絡(luò)電壓耐受值小于50kV/m,且漁網(wǎng)的燃點(diǎn)很低。

        圖4 漁網(wǎng)濕工頻耐受試驗(yàn)

        3 外破跳閘事故分析

        3.1 風(fēng)箏線跳閘事故分析

        風(fēng)箏線跳閘事故的輸電線路如圖5所示。

        圖5 風(fēng)箏線跳閘事故的輸電線路

        故障桿塔上中下相分別為B、C、A相,導(dǎo)地線橫擔(dān)長(zhǎng)度分別為下相 16.9m,中相 16.1m,上相15.6m,下相導(dǎo)線放電尺寸圖如圖6所示。

        圖6 下相導(dǎo)線放電尺寸圖

        故下相導(dǎo)線放電點(diǎn)與塔身放電點(diǎn)的距離為

        根據(jù)上述風(fēng)箏線在多次噴水后的試驗(yàn)研究結(jié)果和故障現(xiàn)場(chǎng)小雨天氣,按線性推算14.5m長(zhǎng)的濕風(fēng)箏線閃絡(luò)電壓約為 580kV,由于線路運(yùn)行相電壓為577kV,故在不考慮非線性和分散性的情況下兩電壓值接近,從而在實(shí)際運(yùn)行中造成了相間放電的跳閘事故。

        3.2 驅(qū)鳥彩帶跳閘事故分析

        驅(qū)鳥彩帶引起的跳閘事故發(fā)生在220kV線路貓頭塔中相,相位排列為B(中相)、A(左邊相)、C(右邊相),故障后巡視發(fā)現(xiàn) B相橫擔(dān)處仍有長(zhǎng)約1m的彩帶殘留(如圖7所示)。

        圖7 驅(qū)鳥彩帶跳閘事故的輸電線路

        絕緣子最小電弧距離為1.9m。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和線性推算,在表面帶有雜質(zhì)的情況下,1.9m長(zhǎng)的干燥驅(qū)鳥彩帶在閃絡(luò)電壓在67~158kV之間,線路運(yùn)行相電壓 127kV,因此絕緣子兩端被漂浮的驅(qū)鳥彩帶短接發(fā)生放電。

        3.3 漁網(wǎng)跳閘事故分析

        漁網(wǎng)跳閘故障桿塔為220kV線路貓頭塔,相位排列為 B(中相)、C(左邊相)、A(右邊相),絕緣子最小電弧距離為1.9m,A相復(fù)合絕緣子兩端放電痕跡明顯(如圖8所示)。

        圖8 漁網(wǎng)跳閘事故的輸電線路

        根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)推算,濕潤(rùn)漁網(wǎng)短接絕緣子后耐受電壓小于95kV,遠(yuǎn)低于實(shí)際運(yùn)行相電壓127kV,故導(dǎo)致輸電線路發(fā)生接地故障跳閘。故障電流使?jié)O網(wǎng)發(fā)熱、燃燒,從而掉落在桿塔附近的地面上。

        4 減少外破跳閘事故的措施

        1)加強(qiáng)大風(fēng)、降雨等特殊天氣前的巡視

        類似于風(fēng)箏線和漁網(wǎng)的外破情況,晴朗天氣下,其絕緣狀況良好,應(yīng)在大風(fēng)、降雨等特殊天氣到來(lái)前,加強(qiáng)巡視,及時(shí)消除外破漂浮物。

        2)積極開展輸電線路視頻在線監(jiān)測(cè)應(yīng)用

        利用視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)輸電線路的長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),通過(guò)視頻圖像及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除外破漂浮物,降低輸電線路外破事故的發(fā)生概率,提高線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

        3)強(qiáng)化輸電線路保護(hù)宣傳工作

        積極普及電力法律、法規(guī)知識(shí),提高公民保護(hù)電力設(shè)施的意識(shí),做到不亂丟風(fēng)箏線等漂浮物,降低外破漂浮物在空氣中漂浮的可能。

        5 結(jié)論

        本文對(duì)風(fēng)箏線、驅(qū)鳥彩帶、漁網(wǎng)3種輸電線路外破漂浮物進(jìn)行了絕緣電阻、干、濕工頻耐受試驗(yàn)研究。在此基礎(chǔ)上分析了三起漂浮物外破跳閘的原因,針對(duì)風(fēng)箏線、漁網(wǎng)等漂浮物在晴朗天氣下絕緣強(qiáng)度較好的情況,提出了加強(qiáng)大風(fēng)、降雨等特殊天氣前巡視的建議。同時(shí)為解決驅(qū)鳥彩帶等漂浮物本身絕緣缺陷的情況,應(yīng)積極開展輸電線路視頻在線監(jiān)控,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除漂浮物。

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