電力線路運(yùn)行中的故障分析與檢修

何文前

摘 要：分別對(duì)電力線路接地故障、短路故障、雷擊故障以及超負(fù)荷故障的現(xiàn)象以及發(fā)生的主要原因進(jìn)行了分析。結(jié)合電力線路故障檢修的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，分別提出了對(duì)應(yīng)的檢修技術(shù)方法，對(duì)提高電力線路的故障處理水平，保證電力線路穩(wěn)定運(yùn)行具有重要作用。

關(guān)鍵詞：電力線路；故障分析；故障檢修

0 引言

隨著電力能源在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮的作用不斷增加，關(guān)于電力供應(yīng)以及電力質(zhì)量控制的相關(guān)法律和法規(guī)不斷完善，在保證電力生產(chǎn)及使用過程中人身安全、設(shè)備安全等方面提出了更詳細(xì)的要求，使得電力能源的穩(wěn)定安全生產(chǎn)，減少電力線纜運(yùn)輸過程中的故障發(fā)生率成為了當(dāng)前電力供應(yīng)管理的重要內(nèi)容。作為電網(wǎng)的重要構(gòu)成部分，電力線路是電能輸送的載體以及分配體，通過將電網(wǎng)連接起來形成覆蓋用戶的電力系統(tǒng)。電力線路故障是導(dǎo)致電網(wǎng)故障以及造成電網(wǎng)安全隱患的重要因素，因此分析造成電力線路運(yùn)行故障的原因，結(jié)合實(shí)際的技術(shù)特點(diǎn)，提出電力線路運(yùn)行故障檢修策略，對(duì)保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性運(yùn)行具有重要作用。

1 電力線路運(yùn)行故障類型及原因

1.1 電力線路接地故障及原因

電力線路的接地包括工作接地與保護(hù)接地兩種主要的形式。其中，工作接地是指為了確保電力設(shè)備、裝置以及系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行而采取的接地措施。工作接地又可以分為三種基本形式，分別為三相電力系統(tǒng)中防雷設(shè)備、鐵塔以及中性點(diǎn)的接地。設(shè)備的防雷接地是指電力設(shè)備由于積累大量的靜電荷而影響設(shè)備運(yùn)行安全，需要將其導(dǎo)入地面；鐵塔接地則是將大地與金屬外殼連通，形成導(dǎo)電的回路，從而達(dá)到簡化線路的作用；中性點(diǎn)接地則是確保三相電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定，不受環(huán)境相關(guān)因素的影響。

保護(hù)接地則是為了防止間接觸電而進(jìn)行的接地連接，例如用電設(shè)備的金屬外殼與其他物體接觸時(shí)容易產(chǎn)生觸電。為了避免觸電現(xiàn)象發(fā)生而采取主動(dòng)接地的方式避免電力安全事故。在接地操作以及使用過程中容易因?yàn)榻拥夭豢煽炕蛘呓拥乩匣l(fā)電力線路接地故障。

1.2 短路故障及原因

短路故障是電力線路運(yùn)行過程中常見的一種故障現(xiàn)象，而且往往因?yàn)橐l(fā)電氣故障而給電力線路造成更加嚴(yán)重的損失。因此，短路故障是電力線路運(yùn)行故障處理的重點(diǎn)。造成電力線路短路故障的原因主要是因?yàn)椴煌娢粚?dǎo)體間因?yàn)橄嗷ザ探踊蛘呓^緣被擊穿而造成的。在正常的電力線路中，不同電路間是絕緣的，一旦其間的絕緣介質(zhì)被破壞，則會(huì)產(chǎn)生短路故障。同時(shí)，在電力線路檢修過程中，因?yàn)槿藶榈牟僮魇д`，造成線路間出現(xiàn)短接，同樣會(huì)出現(xiàn)短路故障。例如，在電力線路維修的過程中，維修人員將電源線拆除之后沒有使用絕緣膠帶將拆除的電線包裹嚴(yán)實(shí)，導(dǎo)致線纜的金屬部分外露，在外力作用下會(huì)在線纜移動(dòng)的過程中出現(xiàn)短接現(xiàn)象，造成短路故障。

1.3 雷擊故障及原因

當(dāng)雷擊發(fā)生時(shí)會(huì)造成輸電線路出現(xiàn)跳閘的問題，從輸電線路自身來分析，這主要是因?yàn)榫€路防雷設(shè)計(jì)不足造成的。當(dāng)前，我國電力線路因?yàn)榉览自O(shè)計(jì)不足，雷擊跳閘事故時(shí)有發(fā)生。

從造成雷擊故障的機(jī)理來分析，造成雷擊故障的原因：其一，線路防雷設(shè)計(jì)不足，在工程設(shè)計(jì)過程中對(duì)雷電雷擊日的計(jì)算和估計(jì)不足。通常，雷擊跳閘故障發(fā)生的次數(shù)與雷擊日程正比，而在工程設(shè)計(jì)過程中因?yàn)闆]有對(duì)當(dāng)?shù)氐臄?shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確測算，造成線路防雷設(shè)計(jì)不足；其二，輸電線路運(yùn)行維護(hù)不足。在線路檢修過程中不能及時(shí)的檢查絕緣子串中存在零值、低值絕緣子的問題，導(dǎo)致閃絡(luò)電壓下降，造成輸電線路的整體耐雷擊水平下降；其三，在輸電線路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中，接地電阻值過高。較高的接地電阻值是高是導(dǎo)致雷電反擊的主要原因，在架空線路設(shè)計(jì)施工過程中，因?yàn)闂U塔的接地電阻不能達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，或者使用的降阻劑迅速失效，導(dǎo)致接地電阻值過高，這成為了雷擊故障發(fā)生的主要原因。

1.4 線路超負(fù)荷故障及原因

線路超負(fù)荷就是指線路過載，超出了其運(yùn)行設(shè)計(jì)負(fù)載值。電流在傳輸過程中需要電纜作為介質(zhì)，而電纜的負(fù)載能力是有限的，一旦電流值超出了電纜的設(shè)計(jì)載荷值，將會(huì)出現(xiàn)電纜的超負(fù)荷問題。一旦超出線路的負(fù)荷值，則線纜將出現(xiàn)明顯的發(fā)熱，造成線纜絕緣層破壞，最終影響線纜的絕緣保護(hù)，從而引發(fā)短路故障等問題。此時(shí)，電纜的發(fā)熱量與通過電纜電流的強(qiáng)度成正比，一旦電流強(qiáng)度突變，則在電纜中產(chǎn)生大量的熱量，部分情況下甚至達(dá)到原來發(fā)熱量的2倍，最終導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。

2 電力線路運(yùn)行故障檢修技術(shù)

2.1接地故障檢修技術(shù)

從根本上將，接地故障的主要原因是對(duì)線路的絕緣措施或者結(jié)構(gòu)造成了破壞。在破壞絕緣層之后，電路對(duì)地的絕緣電阻迅速下降，部分情況甚至出現(xiàn)零電阻的現(xiàn)象。這時(shí)，可以通過對(duì)電路進(jìn)行測量的方式來檢查接地狀態(tài)，從而起到對(duì)電路對(duì)地絕緣狀況監(jiān)控的目的。檢查過程中，若發(fā)現(xiàn)絕緣電阻值較低，則可以使用萬用表的電阻檔或者絕緣電阻表對(duì)電阻值的具體數(shù)值進(jìn)行測量。若測量過程中出現(xiàn)線路分支較多的問題時(shí)，則可以依據(jù)開關(guān)的具體分布對(duì)相應(yīng)的區(qū)段進(jìn)行劃分，并按照接地程度、相別和線路等進(jìn)行分段查找。同時(shí)，還可以選擇使用轉(zhuǎn)移負(fù)載的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)移，通過改變供電方式來找到線路的接地故障點(diǎn)，最后對(duì)接地狀態(tài)進(jìn)行檢修。

2.2 短路故障檢修技術(shù)

導(dǎo)致電力線路運(yùn)行故障的原因較多，在實(shí)際的短路故障檢修工作中，要結(jié)合短路故障原因采取對(duì)應(yīng)的處理方式和檢修方法。通常，電力線路發(fā)生短路故障之后，電路受到高電流的嚴(yán)重破壞，此時(shí)線路短路處的電阻下降明顯，甚至降為零。因此，在檢修過程中可以通過使用絕緣電阻表對(duì)線路的絕緣電阻數(shù)值進(jìn)行測量。同時(shí)，電力線路出現(xiàn)短路故障時(shí)，保護(hù)元件的回路受到限制，因此在檢修過程中還可以通過找到故障區(qū)域的方式找到故障分析的回路，最終找出線路的準(zhǔn)確故障點(diǎn)。另外，還可以采用常用的萬用表法、燈泡法等找到精確的故障點(diǎn)。

2.3 雷擊故障檢修技術(shù)

為了準(zhǔn)確快速的查找到雷擊故障的準(zhǔn)確位置，首先要對(duì)故障的性質(zhì)進(jìn)行分析。當(dāng)故障發(fā)生于雷雨天氣，而且屬于金屬性接地故障，這時(shí)主要屬于單相故障，可以通過重新合閘來排除故障。同時(shí)，電力線路在跳閘5min之后，在線路通道的5km內(nèi)若存在落雷現(xiàn)象，則可以判斷是雷擊造成的故障。

對(duì)于中壓配電線路，由于采用了非有效接地系統(tǒng)，當(dāng)前在故障檢測過程中沒有更好的故障測距方法。主要采用二分法來查找精確的故障點(diǎn)。在操作過程中，首先測量得到配網(wǎng)故障的總絕緣值，并拉開電力線路故障段的任意分段開關(guān)，并使用絕緣電阻搖表在分段開關(guān)的兩側(cè)測量線路的絕緣值，兩次分別測量得到的電阻值為R1、R2。最后，依據(jù)R、R1與R2三者的阻值大小來進(jìn)一步縮小故障發(fā)生區(qū)域。最后，也可以通過電力設(shè)備、金具以及絕緣子等的閃絡(luò)痕跡來判斷雷擊部位。

2.4 超負(fù)荷故障檢修技術(shù)

電力線路超負(fù)荷故障檢修技術(shù)是一種常見的配電線路故障類型，當(dāng)配電線路中的電流通量超過電纜的設(shè)計(jì)值時(shí)，將對(duì)安全供電造成直接影響，不能進(jìn)行電力系統(tǒng)的正常供電，甚至?xí)斐删€路故障，最終引發(fā)大面積停電。所以，為了解決電力線路出現(xiàn)超負(fù)荷的故障，在輸電線路設(shè)計(jì)過程中，要做好輸電線路的選材工作，根據(jù)實(shí)際安全載流量范圍，嚴(yán)格控制電力線路的電流通量、發(fā)熱量等指標(biāo)。同時(shí)，要依據(jù)相關(guān)的規(guī)定做好對(duì)應(yīng)的工程設(shè)計(jì)工作，并做好配電線路的施工，減少不規(guī)范施工問題，減少安全事故的出現(xiàn)。

3 結(jié)束語

電力線路是電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的基本載體，是輸送電能的基礎(chǔ)，所以要加強(qiáng)對(duì)電力線路的運(yùn)行保護(hù)和檢修工作，保證線路的穩(wěn)定運(yùn)行。在線路運(yùn)行的過程中，應(yīng)該制定全面的檢修計(jì)劃，由專業(yè)的部門對(duì)線路進(jìn)行檢修，建立完善的檢修機(jī)制。通過對(duì)線路故障進(jìn)行分析，可以總結(jié)出故障的原因，從而為線路的檢修工作提供了有利的條件，加強(qiáng)對(duì)電力線路的有效檢修，可以保證線路的穩(wěn)定運(yùn)行，從而為電網(wǎng)的安全運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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