輸電線路故障查找淺析

邱烜

摘 要：輸電線路在發(fā)生故障后，為了減少故障造成的損失、縮短故障造成線路停運(yùn)的時(shí)間、降低系統(tǒng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)，必須盡快找到故障點(diǎn)。輸電線路固有的特點(diǎn)是“點(diǎn)多、線長、面廣、工作條件惡劣”，這就與盡快找到故障點(diǎn)這一需求形成矛盾，如何根據(jù)線路跳閘情況組織人員進(jìn)行故障查找，對(duì)各種故障點(diǎn)的查找方法應(yīng)是如何，這些問題值得輸電線路工作人員深思。在本文中，將嘗試對(duì)上述問題進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：輸電線路；故障查找

中圖分類號(hào)：TM755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2013）20-0100-02

輸電線路在發(fā)生故障后，為了減少故障造成的損失和風(fēng)險(xiǎn)，必須盡快找到故障點(diǎn)。但是，輸電線路固有的特點(diǎn)給盡快找到故障點(diǎn)帶來了阻抗。如何根據(jù)線路跳閘情況組織人員進(jìn)行故障查找，如何查找故障點(diǎn)，這些問題值得輸電線路工作人員深思。文章將嘗試對(duì)上述問題進(jìn)行分析。

1 輸電線路故障分析

1.1 故障類型

據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，輸電線路的故障90%以上為單相接地，其中又可分為金屬性接地與非金屬性接地。

①金屬性接地。主要有全金屬性接地與電弧接地。在故障錄波圖形中，一般可表現(xiàn)正弦波，其持續(xù)時(shí)間一般較短，只有幾十毫秒。大部分可重合成功。保護(hù)裝置與故障錄波測距數(shù)距基本相符，線路兩端測得數(shù)據(jù)多數(shù)沒有交叉或是空檔。雷擊、外力破壞與風(fēng)偏大多屬于這一類。

②非金屬性接地。在故障錄波圖形中，可表現(xiàn)為波形畸變，其持續(xù)時(shí)間一般比較長，線路兩端測得數(shù)據(jù)可能出現(xiàn)交叉，一般無空檔存在。通常樹線放電、山火、鳥害與污閃均屬此類。

輸電線路故障又可分為橫向故障與縱向故障，在此不作贅述。

1.2 故障原因

①鳥害。主要有鳥類筑巢、鳥類飛行、鳥糞閃絡(luò)等現(xiàn)象。鳥類筑巢：在春季，鳥類開始進(jìn)行筑巢產(chǎn)卵，若筑在線路桿塔上，當(dāng)遇陰雨天氣或遇大風(fēng)吹落，則可能發(fā)生短路接地。鳥類飛行：鳥類在飛行中，特別是當(dāng)其筑巢時(shí)，喜叼樹枝或柴草等物，體型較大的鳥類在飛行中或在空中嬉戲時(shí)，容易引起短路；鳥糞閃絡(luò)：鳥類棲息在桿塔橫擔(dān)上時(shí)，若其排糞，將對(duì)絕緣子造成污染，在空氣潮濕及大霧天氣時(shí)，可能發(fā)生閃絡(luò)。

②外力破壞。主要有違章施工作業(yè)、盜竊電力設(shè)備、房障或樹障等因素。違章作業(yè)時(shí)，通常表現(xiàn)為施工方在電力設(shè)備保護(hù)區(qū)內(nèi)胡亂施工，大型施工機(jī)械與導(dǎo)線安全距離不足，有時(shí)可能撞壞桿塔、高空拋物、在線下釣魚，造成線路短路跳閘。盜竊、破壞電力設(shè)施：少數(shù)人罔顧電網(wǎng)安全，對(duì)電線、桿塔進(jìn)行破壞、盜竊。房障、樹障：部分單位或個(gè)人違反法律法規(guī)，在電力線路保護(hù)區(qū)內(nèi)建造房屋、種植樹木、修路，威脅電力線路安全。

③雷擊過電壓跳閘。架空線路上的雷擊過電壓有兩類，一種是直擊雷過電壓，雷電直接打在避雷線上或是導(dǎo)線上時(shí)產(chǎn)生過電壓，其又可分為三種，即雷擊桿塔頂部、雷擊避雷線檔距中央、繞過避雷線擊中導(dǎo)線這三種類型；另一種是感應(yīng)過電壓；即雷電擊打在架空線路的附近，通過電磁感應(yīng)效應(yīng)在高壓架空線路上產(chǎn)生的雷擊過電壓。

一般來說，雷擊過后，由于空氣絕緣強(qiáng)度恢復(fù)，線路跳閘后，由于重合閘動(dòng)作，能夠重合成功。當(dāng)然，如果造成絕緣子脫落、避雷線或者是導(dǎo)線斷線、金具破損斷落也會(huì)造成永久性故障。

④線路覆冰。高壓架空線路導(dǎo)線表面發(fā)生覆冰一般需達(dá)到以下若干條件：環(huán)境溫度及導(dǎo)線表面溫度低于0 ℃；環(huán)境空氣相對(duì)濕度超過85%；風(fēng)速達(dá)到1 m/s以上。發(fā)生覆冰時(shí)，有可能對(duì)線路造成的危害如下：覆冰舞動(dòng)、脫冰跳躍、絕緣子發(fā)生冰閃以及負(fù)重過負(fù)荷；因此導(dǎo)致桿塔變形、倒塔、金具破損、絕緣子發(fā)生閃絡(luò)、損壞、導(dǎo)線斷股等現(xiàn)象。

⑤線路污閃。高壓架空線路的絕緣子在發(fā)生大氣過電壓、內(nèi)部過電壓以及長期運(yùn)行電壓的情況下必須穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。絕緣設(shè)備發(fā)生污閃主要是由于其表面積聚的污穢物在一定的條件下產(chǎn)生潮解，沿著絕緣設(shè)備表面的泄露電流大幅增加，導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生閃絡(luò)的現(xiàn)象。污穢來源一般有兩種，一種是自然污穢，其來源主要是海洋、沼澤與土壤，如塵土污染、鹽堿污染、鳥糞污染等。另一種是工業(yè)污染，主要是在工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氣體、液體及固體污染物。來源主要是火力發(fā)電廠、化工廠、玻璃廠等，其中化工廠對(duì)絕緣子的影響最強(qiáng)，其次是水泥、治金等。

2 科學(xué)合理的巡視組織是確保故障查找質(zhì)量的重點(diǎn)

2.1 確認(rèn)主體、合理分配

輸電線路故障查找過程中，主體還是輸電線路員工，為此，必先有足夠的、合適的工作人員；但是，由于事故發(fā)生的突發(fā)性，難以保證所有的巡視人員在數(shù)量上以及質(zhì)量上能夠滿足事故巡視的要求。如何合理的、科學(xué)地分配人員與組織問題就決定了巡視的質(zhì)量。

①應(yīng)開展工前會(huì)，進(jìn)行工作交底。

②具體來說應(yīng)該將故障分析數(shù)據(jù)、分析判斷的結(jié)果、現(xiàn)場實(shí)際情況以及巡視中所應(yīng)注意的重點(diǎn)向全體工作人員進(jìn)行詳細(xì)的交底，確保參加巡線工作的人員每個(gè)人都心中有數(shù)。

③雙人巡線、合理搭配。對(duì)人員分工應(yīng)合理分配，確保雙人巡線，防止因巡視人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)、技能水平以及工作經(jīng)驗(yàn)的不足而錯(cuò)過故障點(diǎn)；同時(shí)，將業(yè)務(wù)素質(zhì)較好、經(jīng)驗(yàn)豐富以及認(rèn)真細(xì)心的員工分配在重點(diǎn)巡視地段；不管天氣如何，對(duì)于惡劣天氣、偏僻遙遠(yuǎn)難以走動(dòng)的地段，更應(yīng)安排雙人巡線。

2.2 正確對(duì)待事故巡視

事故巡視與正常巡視不同，要求各工作人員有嚴(yán)格的紀(jì)律作為開始巡視的保障，要求巡視人員必須盡職盡責(zé)、不能因?yàn)檠惨朁c(diǎn)難以到位而有所疏漏，對(duì)于巡視不到位、漏過任何一個(gè)可疑點(diǎn)的人員應(yīng)進(jìn)行批評(píng)教育。

2.3 多看、多問、多記錄

在巡視過程中，除了要注意線路、桿路各相關(guān)零部件以及故障相外，還應(yīng)關(guān)注周遭環(huán)境。比如說交跨、樹木、臨線建筑以及障礙物等；同時(shí)，要確認(rèn)桿塔的下方有沒有燒傷的線頭、木棍、鳥類、獸類以及損壞跌落了的絕緣子等物品。同時(shí)，做為巡視的重要補(bǔ)充，還可以向附近的居民或者是勞動(dòng)人員詢問，看是否發(fā)現(xiàn)有線路異常現(xiàn)象或者是聽到異常的聲響，事實(shí)上，故障點(diǎn)有時(shí)是問出來的。在發(fā)現(xiàn)有可疑的物品或與故障現(xiàn)象相關(guān)的物件時(shí)，必須收集起來，并且將該地點(diǎn)周圍的情況進(jìn)行記錄，作為事故分析的依據(jù)。發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)的時(shí)候應(yīng)及時(shí)匯報(bào)，在發(fā)現(xiàn)無法判斷的可疑點(diǎn)時(shí)，更應(yīng)該進(jìn)行記錄并匯報(bào)。

2.4 改變巡線方法，強(qiáng)化巡視質(zhì)量

當(dāng)對(duì)故障線路所有可疑地點(diǎn)巡視完畢之后，對(duì)重點(diǎn)巡視區(qū)間還是沒有任何發(fā)現(xiàn)的話，則應(yīng)改變巡視方法，如擴(kuò)大巡線范圍，開展全線巡視，或者是將巡視人員進(jìn)行交換，考慮內(nèi)部交叉巡視。

如果還是沒有發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，則可以考慮進(jìn)行登桿檢查巡視，其優(yōu)勢是觀察距離較近、觀察范圍更廣，有利于發(fā)現(xiàn)地面巡視難以發(fā)現(xiàn)的異常情況，如導(dǎo)線上方、絕緣子表面。若是雷擊情況，則可增加對(duì)避雷線、懸掛金具、放電間隙、桿塔上部組件的檢查。同時(shí)，也有利于對(duì)桿塔、線路周圍的異常地點(diǎn)進(jìn)行檢查。

3 全面細(xì)致的故障分析是故障查找的關(guān)鍵

①輸電線路發(fā)生故障后，如果能第一時(shí)間展開巡線，盡早到達(dá)故障發(fā)生地點(diǎn)，則發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)的成功率就越高。但是，對(duì)于巡線人員來說，必須對(duì)故障情況有一定的掌握。因此，在召集人手進(jìn)行事故障巡視的同時(shí)，必須一邊做好相關(guān)準(zhǔn)備，如工器具、物資、車輛等；一邊根據(jù)調(diào)度機(jī)構(gòu)所提供的故障數(shù)據(jù)——故障線路，相別，保護(hù)動(dòng)作情況，測距等內(nèi)容，以便進(jìn)行全面細(xì)致的故障分析。

首先，應(yīng)該在線路臺(tái)帳上對(duì)故障進(jìn)行定位。根據(jù)故障線路，相別，保護(hù)動(dòng)作情況，測距結(jié)果，電壓電流分量的變化情況，在線路臺(tái)帳上進(jìn)行定位分析。同時(shí)，考慮裝置距結(jié)果5%～10%（一般為10%）的誤差進(jìn)行修正。另外，也可以結(jié)合該線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、往年故障分析結(jié)果來進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?。其次，?yīng)對(duì)可能的故障發(fā)生點(diǎn)進(jìn)行定性。要完成這一點(diǎn)是比較難的，需要工作人員具備一定的素質(zhì)，能夠靈活運(yùn)用事故數(shù)據(jù)分析理論、同時(shí)具有較豐富的事故處理經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)現(xiàn)場實(shí)際情況的常握了解程度，最后再通過集體商定。

②電力線路發(fā)生短路故障是出現(xiàn)得較多的一種故障形式。在110 kV及以上直接接地系統(tǒng)中，線路短路故障一般有單相接地短路、相間短路、相間接地短路以及三相短路等形式。各種短路可以通過電流電壓等電氣量進(jìn)行分析。其中，三相短路與相間短路的特點(diǎn)是：無零序故障分量、故障相電壓幅值降低，相電流幅值增大；接地短路電流的特點(diǎn)是：出現(xiàn)零序故障分量，故障相電壓量幅值明顯降低、電流幅值明顯增大。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)告分析顯示，在中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)中，各類故障以單相接地短路發(fā)生的頻率最高，可達(dá)90%左右，其次是兩相接地短路，以三相短路發(fā)生的頻率最低。單相接地短路又可分為金屬性接地與非金屬性接地。發(fā)生金屬性接地比非金屬性接地時(shí)，電氣量的變化幅度比較大。

4 詳實(shí)準(zhǔn)確的臺(tái)帳系統(tǒng)是故障定位的保證

隨著故障錄波測距裝置的發(fā)展，其測距精度越來越高。為了提高事故巡視的成功率以及故障定位的準(zhǔn)確性，在220 kV及以上的變電站中都裝有故障錄波器，其整定值一般能夠保證測距誤差不大于5%（或者2 km）且相別判定正確，同時(shí)能夠準(zhǔn)確地記錄故障前后的電壓電流分量以及相關(guān)的開關(guān)量。同時(shí)，110 kV及以上的線路保護(hù)又基本配備了微機(jī)保護(hù)裝置，通過線路參數(shù)測量以及內(nèi)部的微機(jī)邏輯，可以較為準(zhǔn)確地判斷故障距離以及故障相別，為故障巡視提供了詳實(shí)可靠的第一手資料。

錄波裝置與微機(jī)保護(hù)的測距結(jié)果的準(zhǔn)確性取決于以下幾點(diǎn)：裝置的接線正確性，這取決于一次設(shè)備接線及二次回路的準(zhǔn)確性；定值整定是否準(zhǔn)確，裝置定值與定值通知單是否一致，這取決于線路參數(shù)的測量結(jié)果、定值的計(jì)算值以及定值的整定是否正確；線路測量結(jié)果，線路在安裝或者改造、變動(dòng)后，是否進(jìn)行核相以及參數(shù)測量；線路跳閘后的事故分析是否準(zhǔn)確，包括對(duì)定值的校核調(diào)整。

線路保護(hù)裝置以及故障錄波裝置測出的只是線路兩側(cè)變電站到故障點(diǎn)之間的距離，并沒有詳細(xì)的桿塔編號(hào)。為了實(shí)現(xiàn)線路故障點(diǎn)的準(zhǔn)確定位，輸電部門要統(tǒng)計(jì)好各個(gè)桿塔的距離、編號(hào)等數(shù)據(jù)，并將其體現(xiàn)在線路臺(tái)帳上。

上面已經(jīng)說過，輸電線路的故障中絕大部分是單相故障，搞清楚線路的相位很重要，僅通過巡線前的工作交底、以及在耐張塔、換位塔作相位標(biāo)志，對(duì)巡線人員判別故障相是不夠的，必須在每個(gè)基塔、線路桿號(hào)牌子上做好相位標(biāo)志，這樣可以減少事故巡線人員的工作量。

最后，應(yīng)根據(jù)工作情況，做好日常的缺陷記錄，并按季、年度做好故障分析。

參考文獻(xiàn)：

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