电力线路运行故障及维护研究

电力线路运行故障及维护研究

张璐凡、梁余泉、李泽

国网山西省电力公司输电检修分公司 山西太原 030000

摘要：作为现代社会发展的重要能源动力, 电力能源引起了人们越来越多的重视, 电力线路保护、供电质量控制以及电力供应方面的法律法规正在完善, 对电力企业保证线路安全、电力设备方面提出更加严格的要求。降低电力损耗、保证电路安全成为供电部门电力管理的重要内容, 作为电力输送的载体, 电力线路直接影响着电网安全。因此, 结合电网运行的实际情况, 研究电力线路运行故障及维护措施, 对于保证电网的安全运行有重大意义。

关键词：电力线路；运行故障

1 电力线路运行故障分析

1.1 线路的超负荷运行故障

电力线路超载是指电力线路超出了设计运行的承载力。在电力线路的运行过程中, 电缆的负载力是有限的, 一旦出现超负荷现象, 电缆的温度就会上升, 会对电缆的绝缘层造成破坏, 从而引发线路的短路问题, 如果电缆中积聚了太多热量, 一旦电流强度增大, 极有可能引起火灾, 从而导致供电系统陷入瘫痪的状态。电力线路额超负荷现象往往与用电量大、电力线路电流承载力低有关系。因此供电部门要加强电力线路的安全分析, 更好的控制电流, 并做到及时检修。

1.2 雷击故障分析

雷电灾害是电力故障产生的另一重要诱因。雷击灾害对电力线路造成的损失非常大。通常情况下, 雷击会导致电力线路的跳闸。从电力线路方面来说, 雷击故障的产生主要是因为线路的防雷设计不到位。具体说来, 雷击故障的发生主要涉及三个方面的问题。一是线路的防雷设计不到位。在供电电路的施工过程中, 对施工地区自然地理条件了解不清楚, 对雷电日的计算严重不足, 一般情况下, 雷电故障的发生频率与雷击天数正相关, 在电力工程的施工过程中, 如果没有对当地的雷击天数有准确的计算, 极有可能导致线路防雷设计的缺陷。二是在配电线路基础设施的建造过程中, 接地电阻值过高。雷击故障的一个重要原因是电力设施的接地电阻值过高, 在架线的过程中, 塔杆的接电线组不达标或者降阻剂因质量原因失效, 导致接地电阻值较高。三是对电路的维护不足, 检查人员在线路检修时, 不能及时检查绝缘子低值问题, 导致输电线路的整体抗雷性下降。

1.3 输电线路的短路故障

输电线路短路故障是线路运行中一种的常见的现象, 其发生原因是多样的, 但主要是原因是不同电位导体互相短接或绝缘层被击穿导致的, 不同的电力线路之间是绝缘的, 如果绝缘层被破坏, 就会产生短路故障。同时, 检修人员在线路的检修过程中, 认为的操作失误也会导致短路问题、如电力抢修人员在维修时, 没有按照操作流程将电线包裹绝缘体, 导致线缆部分外露, 造成两个不同线路的短接, 从而出现电力线路的短路。

1.4 电力线路的闪络、断线故障

电力线路的闪络、断线故障也是线路运行的常见故障之一, 引起这一故障的原因有人为、环境两方面。人为因素的主要体现在建筑项目的违章施工。一些施工单位电力知识严重匮乏, 在项目的施工过程中, 没有考虑电力设施的安全性, 在电力设施保护区内进行施工作业, 损坏塔基、塔杆, 在电力设备保护区内建房, 高空抛物等危害线路安全的现象时有发生, 在施工作业过程中, 因人为因素造成接地、短路、断线等故障。环境因素主要体现在以下方面, 如恶劣的自然天气导致电力线路出现振动, 当线路的震动幅度太大时, 各个线路之间可能会出现闪络现象, 发生闪络现象后, 电极间的电压会快速下降到零或接近于零, 绝缘表面因局部过热会出现炭化现象, 从而损坏线路的表面绝缘。又如, 线路附近的树木的过高, 形成树障危害, 线路与树枝搅在一起, 大风天会造成线路掉闸。

2 电力线路运行故障的维护措施

2.1 线路超负荷故障的维护措施

线路超负荷故障发生的实质原因是线路的电流量超过了电线设计的初始值。为解决线路的超负荷故障, 在电力线路的设计阶段, 要做好配电线路的选材, 供电企业要根据电路的实际安全电流量, 控制电力线路的传输量、输电线路的发热量等技术指标, 坚决杜绝电力线路的超负荷运行。同时, 电力线路的工程部门要做好相关的设计工作, 做好线路施工工作, 尽量减少施工问题, 保证电力线路的安全运行。

2.2 雷击故障的维护措施

雷击故障的维护要做好两方面的工作, 一是在施工过程中要明确当地自然条件, 精确计算雷电日的天数, 强化线路的防雷设计。二是当雷击故障发生后, 要快速找出雷击发生的位置, 检修人员要根据雷击故障的性质进行分析, 当故障是金属性接地, 主要考虑单相接地故障。检修人员可以采用合闸方式来排除故障。一般情况下在跳闸5分钟后, 电力线路的5公里范围内仍存在雷击现象, 就可以明确判断是雷击故障。

2.3 短路、电阻故障的检修措施

电力线路的短路故障原因较为复杂, 检修人员在检修短路故障的过程中, 要结合短路故障的原因确定相应的处理方法。一般情况下, 短路故障发生后电路的电阻明显下降, 在维护过程中, 工作人员可以采用绝缘电阻表对电路的绝缘电阻值进行测量。此外在线路短路时, 电力设备的保护元件回路受到影响, 检修人员可以通过故障分析的回路找到短路发生的精确点, 同时还可以利用万用表法查找故障点, 从而进行有效的维护。

有效降低杆塔的接地电阻, 对防止输电线路跳闸、提高线路防雷水平有重要意义。供电部门要及时安装外引接地设备, 采用电阻率低的材料或者深埋式接地极, 同时发挥电路自然接地的优势。此外还可以通过加装耦合地线的措施预防电阻故障的发生概率。

2.4 接地故障的检修措施

接地故障出现的原因主要是电路对地绝缘受到破坏, 这一故障会干扰对地绝缘电阻的性能, 此时可通过测量电路确定接地问题。如果对地绝缘电阻不是很高, 检修人员可以用电阻挡或电阻表测量电阻值。如果线路分支较多, 可以根据跌开关进行分区段处理, 最后根据线路的接地程度、相别等分段寻找故障点。对待接地故障也可以通过查看故障电路两端供电所的工作日志, 从而确定母线与变电站间的设备是否有安全隐患。

2.5 采用先进技术进行线路维护

移动机器人技术是国内新近兴起的电路巡检技术平台。移动机器能够以固定的速度延线路爬行, 对线路上的障碍物, 如杆塔、防震锤等可以自动跨越, 它自身带有便携式的传感器, 可以对绝缘子、导线等线路设备进行接近检测, 移动机器人采用高分辨的摄像机获取线路的图像信息, 在实时传输到地面基站, 有检修人员分析线路是否有损坏。移动机器能够检测塔杆是否变形或损坏, 检查导线及避雷线是否有损伤、悬挂异物、锈蚀等现象, 检查绝缘子是否有破碎或烧伤、均压环是否歪斜。巡检机器人还能测试线路保护区内的建筑物与线路的距离。巡检机器人的优势相当明显, 它轻巧实用, 利用仿生学技术设计, 节省了电路巡检的成本, 提高了线路巡检的效率。当前多传感巡线机器人、分布式多巡线机器人系统也在开发中, 这些机器人能够发现各种类型的故障并评估其危害, 提高了线路故障探测的灵敏度与可靠性。

3 总结

随着我国电力事业的快速发展, 电力线路的运行故障也呈现多样化的趋势, 这给电网的运行维护带来了一定的困难, 这要求各个供电企业要高度重视电力线路的安全性, 检修人员要掌握常见的线路运行故障, 通过不断学习, 建立起一套完整的管理与技术维护体系, 采取针对性的措施解决电路运行的安全故障, 确保电力系统的安全稳定, 为我国经济的不断发展注入更强劲的活力。

参考文献

[1] 刘德强, 陈敏伟.电力线路管理中的“三定原则”及其细化措施[J].湖州师范学院学报, 2010 (06) .

[2] 吴志强.试析电力线路设计路径的选择与定位[J].通讯世界, 2013 (10) .