輸電線路的組成部件(導(dǎo)線、架空地線、絕緣子、金具、桿塔、基礎(chǔ)、接地裝置等),由于原有的電氣、機(jī)械性能受到損壞,或?qū)Ь€與接地體之間的距離小于要求數(shù)值,從而造成的不正常運(yùn)行狀態(tài)或退出運(yùn)行狀態(tài)。輸電線路故障分瞬時(shí)性故障和永久性故障兩類。輸電線路發(fā) 生故障的原因有雷、風(fēng)、雨、霧、冰雪、氣溫變化、洪水沖刷、地震等大自然影響;周圍環(huán)境特別是環(huán)境污穢的影響;鳥類活動的影響;其他物體對輸電線路的機(jī)械性破壞或?qū)?dǎo)線的接近、接觸;部件材質(zhì)不良或性能劣化;部件被拆卸偷盜、損壞等。為保持輸電線路連續(xù)正常運(yùn)行,對雷害、污害、導(dǎo)線機(jī)械傷害、絕緣子劣化、冰(雪)害、鳥害等引起的故障,須采取相應(yīng)的防止措施。
1 雷害故障及防雷措施
輸電線路故障中有相當(dāng)一部分是由于雷害引起的。輸電線路由于遭受雷擊所引起的雷電過電壓,有雷直接擊于線路引起直擊雷過電壓和雷擊于線路附近因電磁感應(yīng)引起的感應(yīng)雷 過電壓兩種。當(dāng)雷電過電壓超過線路絕緣水平時(shí),就會引起絕緣子串閃絡(luò)或線間、線對接地體閃絡(luò)而發(fā)生故障。為防止和減少雷害故障,應(yīng)全面考慮線路重要程度、系統(tǒng)運(yùn)行方式、線路經(jīng)過地區(qū)雷電活動強(qiáng)弱程度、地形特點(diǎn)和土壤電阻率,并結(jié)合原有線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),根據(jù) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較采取合理的防雷措施,使線路具有有關(guān)技術(shù)規(guī)程所規(guī)定的耐雷水平。
通常可供選擇采用的防雷措施有:
·架設(shè)避雷線;
·降低桿塔接地電阻;
·架設(shè)耦合地線;
·同桿架設(shè)的雙回路線采用不平衡絕緣方式;
·裝設(shè)自動重合閘;
·加強(qiáng)絕緣水平或利用木質(zhì)絕緣。
2 污害故障及反污措施
當(dāng)輸電線路絕緣子表面附著有各種污穢物質(zhì)(如灰塵、煙塵、化工粉塵、鹽類等)時(shí),在一定的濕度條件下(如有霧、結(jié)露或毛毛雨時(shí)),污穢物質(zhì)溶解于水分中,形成電解質(zhì)的覆蓋膜,或有導(dǎo)電性質(zhì)的化學(xué)氣體包圍著絕緣子時(shí),都將會大大降低絕緣子的絕緣性能,致使絕緣子表面漏電流大大增加,導(dǎo)致絕緣子閃絡(luò)或木桿燃燒,造成線路污害故障。污害故障又稱為污閃故障。當(dāng)大氣中有霧時(shí)線路絕緣子所發(fā)生的閃絡(luò)又稱為霧閃。一般所說的污閃包括霧閃。污害故障的特點(diǎn)之一是與氣候關(guān)系大,通常發(fā)生在霧或雨雪交加的季節(jié),且在有霧或空氣濕度較大的清晨,所以也有人稱之為“日出事故”;特點(diǎn)之二是由于某種氣候條件發(fā)生在一個較大的面積范圍內(nèi),且持續(xù)時(shí)間又較長,所以污閃往往同時(shí)在多條線路發(fā)生,并且可能連續(xù)多次發(fā)生,而且難以用自動重合閘恢復(fù)供電。其反污措施有:
·設(shè)計(jì)線路時(shí)查清線路周圍環(huán)境的污源和污穢程度,并充分考慮鄰近線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),據(jù)此確定線路的環(huán)境污穢等級,從而選擇相應(yīng)的絕緣子串的爬電比距;
·定期檢測和及時(shí)更換不良絕緣子;
·定期清掃絕緣子,并在易發(fā)生污閃的多霧季節(jié)來臨前完成;
·根據(jù)線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)增加懸式絕緣子片數(shù),采用防污型絕緣子或合成絕緣子;
·絕緣子表面涂防污涂料,如硅脂、硅泊、石蠟等。
3 導(dǎo)線機(jī)械傷害故障及防止措施
引起導(dǎo)線機(jī)械傷害故障的原因主要有:
微風(fēng)(風(fēng)速 V > 0.5 m/s)造成的振動,電暈引起的電暈振蕩,覆冰引起的舞動,冰雪脫落引起的跳躍;中等風(fēng)(風(fēng)速 V > 4 m/s)引起的分裂導(dǎo)線振蕩等。振動會造成導(dǎo)線疲勞斷股甚至斷線;振蕩、跳躍和舞動會造成導(dǎo)線間閃絡(luò),也會引起金具損壞和導(dǎo)線斷股、斷線。
連接接頭施工質(zhì)量不良或長期運(yùn)行老化造成過熱斷線。
線材機(jī)械強(qiáng)度不夠而斷線。
線材有缺陷或在施工過程被磨損發(fā)生斷股,遇荷載增大時(shí)造成斷線。
大風(fēng)時(shí),導(dǎo)線對桿塔放電或擺動周期不一,造成線間閃絡(luò),使導(dǎo)線燒傷斷股甚至斷線。
對其他物體接近、接觸造成閃絡(luò)或造成機(jī)械傷害。
防止的措施有:
·周密正確的線路設(shè)計(jì);
·良好的線材質(zhì)量和施工質(zhì)量;
·周密而認(rèn)真的線路巡視、檢測和維護(hù)檢修。
4 導(dǎo)線腐蝕及防止措施
導(dǎo)線(包括架空地線)在大氣中受水分、化學(xué)氣體和鹽類物質(zhì)等作用會發(fā)生腐蝕,腐蝕程度與導(dǎo)線的材質(zhì)成分和制造工藝有密切關(guān)系。導(dǎo)線的腐蝕形態(tài)有化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕 ,并以電化學(xué)腐蝕為主,而且主要是外層腐蝕。當(dāng)空氣濕度較大時(shí),導(dǎo)線外表面水分會凝聚成水膜,大氣中的 O2、CO2 及其他氣體H2S、NH3、SO2、NO3、Cl2、HCl等和鹽類物質(zhì)溶解于水膜中,形成電解液薄層。電解液與金屬氧化膜發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生腐蝕。在導(dǎo)線內(nèi)部鋁股與鍍鋅鋼芯接觸層,由于金屬電極電位差異,也會產(chǎn)生接觸腐蝕。鋁股受腐蝕后表面會產(chǎn)生白色粉末,并布滿麻點(diǎn),鋁股與鋼芯接觸層也會產(chǎn)生臼形粉狀物,同時(shí)導(dǎo)線明顯變脆,抗拉強(qiáng)度明顯降低,嚴(yán)重時(shí)會造成斷股、斷線。防止措施有:
·提高導(dǎo)線線材的電工鋁純度,張拉均勻,股間致密,加工時(shí)要嚴(yán)防其他金屬雜質(zhì)污染,線股應(yīng)光潔;
·輸電線路設(shè)計(jì)時(shí),注意收集會導(dǎo)致導(dǎo)線和桿塔發(fā)生腐蝕的環(huán)境資料,如污源性質(zhì)、范圍、主導(dǎo)風(fēng)向、風(fēng)速等,盡可能避開污源或把線路置于主導(dǎo)風(fēng)向的上方側(cè),還可要求化工廠、冶煉廠等污源單位采取有效措施防止腐蝕性氣體排放到大氣中;
·采用防腐型導(dǎo)線和鋁包鋼線,鋼芯鋁線的鋼芯采用鍍鋅鋼線,從而解決鋁鋼之間接觸腐蝕問題。
5 絕緣子劣化故障及防止措施
絕緣子的絕緣性能和機(jī)械性能劣化,會造成導(dǎo)線對地放電及導(dǎo)線從桿塔上脫落造成線路故障。絕緣子劣化的主要原因是:
·瓷件熔燒不良和水泥膠合劑干縮較大,導(dǎo)致瓷件產(chǎn)生空隙吸潮;
·瓷體成型壓力不均、冷卻不良引起的內(nèi)應(yīng)力,以及由于瓷體、水泥、金具的熱膨脹系數(shù)差異,在溫度變化時(shí)引起的內(nèi)應(yīng)力,使瓷體產(chǎn)生龜裂;
·水泥吸收大氣中的水分和水泥內(nèi)部的水分反復(fù)凍結(jié)溶解、水泥化學(xué)膨脹所引起的內(nèi)應(yīng)力,使水泥劣化;
·運(yùn)輸、施工或污閃、雷擊使瓷體表面受到的損傷,因氣溫變化或?qū)Ь€振動引起的應(yīng)力作用變大。
6 懸式絕緣子鋼腳被電化腐蝕及防止措施
懸式絕緣子鋼腳被電化腐蝕,產(chǎn)生腐蝕膨脹使瓷體損壞,同時(shí)使鋼腳機(jī)械強(qiáng)度大大下降。防止措施是:
·提高絕緣子制造質(zhì)量,安裝前加強(qiáng)質(zhì)量檢查,防止受損的絕緣子投入運(yùn)行;
·對運(yùn)行中的絕緣子定期進(jìn)行檢測,檢出的不良絕緣子及時(shí)更換;
·對絕緣子鋼腳定期進(jìn)行檢查或抽查。
7 冰(雪)害故障及防止措施
導(dǎo)線和架空地線的溫度在零度以下時(shí),從高空落下的雨點(diǎn)或雪附著其上,凝結(jié)成冰,而且越積越厚,厚的可達(dá)1 cm 以上。有時(shí),也會在導(dǎo)線表面上結(jié)霜,而霜的比重雖比冰小,但覆蓋厚度比冰大得多。
7.1由于覆冰(雪)引起的冰(雪)害故障的原因有
·因覆冰(雪)所增加的機(jī)械荷載超過設(shè)計(jì)允許值到一定程度時(shí),造成斷線、倒桿塔事故;
·上下排列的導(dǎo)線,下部導(dǎo)線因覆冰(雪)脫落而發(fā)生跳躍,造成上下導(dǎo)線接近或碰線而閃絡(luò);
·架空地線因無電流通過,溫度低于導(dǎo)線,其覆冰厚度可能大于導(dǎo)線,而使其弧垂增大,縮小了與導(dǎo)線的距離,到一定程度時(shí)與導(dǎo)線之間會發(fā)生閃絡(luò);
·覆冰(雪)使導(dǎo)線、架空地線弧垂增大。由于線路各檔內(nèi)覆冰(雪)厚度不均勻,會使各檔內(nèi)導(dǎo)線弧垂變化相差很大,致使懸垂絕緣子串發(fā)生傾斜,導(dǎo)線弧垂過大造成對地面或交叉物的距離減小到危險(xiǎn)的程度,甚至發(fā)生閃絡(luò);
·絕緣子串覆冰(雪)降低了絕緣子串的絕緣水平,如果覆冰、積雪貫穿整串絕緣子,則會引起絕緣子閃絡(luò)。
7.2 防止措施
·設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到覆冰(雪)增加的荷載,并要選擇合理的氣象組合條件;
·沿導(dǎo)線每隔一定間隔裝設(shè)一個特制的防冰(雪)塑料環(huán),以阻止冰雪沿導(dǎo)線絞合方向逐漸發(fā)展成連續(xù)的圓筒狀冰柱。加裝防冰環(huán)時(shí),當(dāng)冰雪發(fā)展到環(huán)處被阻擋,使冰(雪)繼續(xù)增厚,直至脫落;
·加大負(fù)荷電流或用短路電流來使導(dǎo)線溫度升高,使覆冰(雪)融化。用短路電流來融化覆冰(雪),需有專用設(shè)備,制定特別措施,將線路——端三相短路,另——端用專用變壓器或發(fā)電機(jī)供給短路電流。
·用機(jī)械方法除冰 (雪),但一般要求線路停電。如線路不允許停電,則可采用絕緣工具和滑車式除冰器除冰。用機(jī)械方法除冰時(shí)要防止導(dǎo)線和架空地線受到損傷。