浅谈输电线路内部故障分析及解决方案的研究_电力论文发表

期刊目录网电力论文发表2011-08-31 08:45关注(1)

浅谈输电线路内部故障分析及解决方案的研究

叶永忠

摘要：本文就如何提高工作人员找到线路故障点，如何有效地进行输电线路故障查找工作,并提出了绝对温差判别法，并对高压输电线路缺陷情况进行了探讨。

关键词: 输电线路、故障分析、红外检测、解决方案

引言

　　电力企业把输电线路视作整个系统动脉，其运行状态直接决定电力系统的安全和效益，在华南、华中等地都曾经发生过高压架空线路掉线事故。为此，根据现场使用情况结合试验，提出了绝对温差判别法，并对高压输电线路缺陷情况进行了探讨。

一、内部故障分析

　　输电线路常见事故多由设备过热引起,电气设备热故障分外部热故障和内部热故障。电气设备内部热故障的特点是故障点密封在绝缘材料或金属外壳中，如电缆，内部热故障一般都发热时间长而且较稳定，与故障点周围导体或绝缘材料发生热量传递，使局部温度升高，因此可以通过检测其周围材料的温升来诊断高压电气设备（如电缆）的内部故障。

　　由于发生热故障的线路多为6kv以上,因此我们着重讨论高压输电线路的发热故障。对于高压架空输电导线的发热，《交流高压电器在长期工作时的发热》(gb763-90)和《高压直流架空送电线路技术导则》(dl436-91)要求钢芯铝绞线的最高工作允许温度为 70℃，我国目前还没有高压交、直流线路金具发热的国家标准，根据《电力金具通用技术条件》(gb2314-85)，电力金具的电气接触性能应符合下列要求:

　　①导线接续处两端点之间的电阻，应不大于同样长度导线的电阻;

　　②导线接续处的温升应不大于被接续导线的温升;

　　③承受电气负荷的所有金具，其载流量应不小于被安装导线的载流量。

二、红外检测办法

　　《带电设备红外诊断技术应用导则》对电流致热型设备的热故障判别提出用相对温升判断法，该方法通过分析相对温差与接触电阻的变化关系，依托电力行业标准《电力设备预防性试验规程》(dl/t596)中对接触电阻的规定，确定了分析电流致热型设备热缺陷的相对温升判据。

　　根据上述规则，可以认定在正常负荷运行情况下，接续管、耐张线夹、调整板、二线联板等处的温度应与直流输电线路的导线相同或比它小，因此，可以取被检测对象附近正常运行导线的温度作为参考温度，即对于有热缺陷的地方，可以在离发热点1m远的地方取导线或线路金具的温度作参考温度。

　　此时可采用绝对温差法来判断:取被测对象附近1m远的地方正常运行的导线或线路金具的最高温度为参考温度ta，被测量对象的温度为t，δt＝t－ta，根据δt来判断热缺陷情况，这种方法可以消除太阳辐射造成的附加温升的影响。同时，由于同向性，检测距离、环境温度、湿度、风速等参数的不准确性带来的误差也减小了。

　　结合近几年的检测经验，按温升的大小，可分为轻微、一般和严重三种。δt在10℃以内理解为轻微故障;δt在10℃~20℃规定为一般故障;δt在20℃以上理解为严重故障。

　　电力系统现在普遍采用的是使用红外测温仪和红外热像仪进行检测。市场常见红外测温仪器有美国的3i系列和has-201系列以及日本的ir-0204t。该仪器特有的红外温度扫描技术，快速简单查找隐患故障点，已被世界各地越来越多的电气工程师采用。

三、高压线路易发生缺陷部分及原因分析

　　根据大量红外检测结果来看，高压线路中线路金具的热缺陷较多，集中在耐张线夹、四分裂变三分裂连接导流板、跳线线夹、接续管等机械连接部分。统计近几年来检测到的外部热故障的几千个数据，可以看到线夹和刀闸触头的热故障占整个外部热故障的77，它们的平均温升约在30℃左右，其它外部接头的平均温升在20-25℃之间。

3.1 造成过热的原因

　　(1) 氧化腐蚀。由于外部热缺陷的导体接头部位长期裸露在大气中运行，长年受到日晒、雨淋、风尘结露及化学活性气体的侵蚀，造成金属导体接触表面严重锈蚀或氧化，氧化层都会使金属接触面的电阻率增加几十倍甚至上百倍;

　　(2) 导线接头松动。导体连接部位在长期遭受机械震动、抖动或在风力作用下摆动，使导体压接螺丝松动;

　　(3) 安装质量差。a)如接头紧固件未紧到位;b)安装时紧固螺丝上下未放平垫圈或弹簧垫圈，受气温热胀冷缩的影响而松动;c)线夹与导线接续前未清刷，没有涂电力复合脂，或复合脂封闭不好，使潮气侵入造成氧化使接触电阻变大而发热;d)铝导线与铜接点连接未加铜铝过渡接头;e)线夹结构不好，导线在线夹端口受伤断股;f)线夹大小与导线不配套，输电线连接点前后截面及导流能力不匹配;g)线夹结构造成的磁滞涡流损耗发热。

3.2 解决对策

　　(1) 金具质量。变电所母线及设备线夹金具，根据需要选用优质产品，载流量及动热稳定性能，应符合设计要求。特别是设备线夹，应积极采用先进的铜、铝扩散焊工艺的铜铝过渡产品，坚决杜绝伪劣产品入网运行。

　　(2) 防氧化。设备接头的接触表面要进行防氧化处理，应优先采用电力复合脂(即导电膏)以代替传统常规的凡士林。

　　(3) 接触面处理。接头接触面可采用锉刀把接头接触面严重不平的地方和毛刺锉掉，使接触面平整光洁，但应注意母线加工后的截面减少值:铜质不超过原截面的3，铝质不超过5。

(4) 紧固压力控制。部分检修人员在接头的连接上存有误区，认为连接螺栓拧的愈紧愈好，其实不然。因此进行螺栓紧固时，螺栓不能拧得过紧，以弹簧垫圈压平即可，有条件时，应用力矩板手进行紧固,以防压力过大。

　　(5) 工艺程序。制定连接点安装的技术规范程序。采用爆压的线路金具故障率比采用液压的高很多，如广东高压线路接续金具采用液压后，故障率明显下降。

　　(6) 检测措施。对于运行设备，运行值班人员要定期巡视连接头发热情况。有些连接点过热可通过观察来确定，比如运行中过热的连接点会失去金属光泽，导体上连接点附近涂的色漆颜色加深等。

四、结束语

总之,输电线路随着红外检测技术的普及提高，出现了更先进测试仪器，输电线路故障的查找将会更加快速简单，从而保障电力系统安全有效地运行。