输电线路运行安全影响因素及其防治措施研究门庆玉

输电线路运行安全影响因素及其防治措施研究门庆玉

(国华(瑞丰)荣成风力发电有限公司山东省威海荣成市264406)

摘要:文章重点分析影响输电线路安全运行的因素及其对输电线路运行的危害,基于这些影响因素的机理和故障原因,提出相应的防治措施,以供参考。

关键词:输电线路;运行安全影响因素;防治措施

1引言

近年来随着我国经济的快速发展,电网的规模在不断扩大,而且我国地域辽阔,在输电线路所敷设的区域中存在较大的地形和环境等因素的差异,所以不同地区中影响输电线路安全运行的因素也各不相同,需要根据影响输电线路运行安全的各种不同的影响因素以及形成原因,综合分析输电线路所在地区的地形和环境特点,提出相应的防治措施,确保输电线路的安全运行。

2输电线路运行安全影响因素及危害

2.1山火故障原因及危害

山火故障是目前输电线路运行中影响其安全的主要因素之一,近年来随着我国电网规模的发展,在山区以及植被茂密地区的输电线路敷设情况越来越多,这些茂密的植被在冬季干燥季节以及春季祭奠时节,在不同的区域中由于其当地的环境以及风俗的影响,导致植被容易被引燃而发生山火灾害。山火对输电线路运行安全的影响主要体现在山火容易导致输电线路发生跳闸事故,而且会严重影响其重合闸的成功几率,所以会影响输电线路影响范围内的供电质量以及用电安全。山火对输电线路的危害主要表现在山火放电,其原理就是山火在发生时会产生非常高的温度,而高温会降低线路间隙中的空气密度,容易促进电子崩和流注的发展,并且在燃烧过程中会产生大量的烟尘颗粒,这些烟尘颗粒中主要暴露机碳、元素碳、钾离子等元素,具有较高的导电率,在以上因素下就会降低间隙的击穿电压,容易发生线路间隙击穿的故障。因此,综上所述,影响山火放电的主要因素包括山火的温度、烟尘的浓度、烟火混合区的高度、烟尘颗粒所包含的元素及其导电性等,这些影响因素会导致山火放电具有较大的分散型。

2.2冰雪灾害

在输电线路的运行过程中,冰雪灾害也容易导致出现跳闸停机事故,严重时会引发大范围的冰闪、舞动、倒塔和断线等事故,所以冰雪灾害也成为对输电线路造成危害并影响电网正常运行的主要威胁之一。根据冰雪危害造成的输电线路冰闪的机理可知,当绝缘子受到轻微的冰雪覆盖时,此时发生的闪络问题是由于冰污结合而引起的闪络问题,此问题主要与绝缘子表面积聚的污垢以及冰的电导率有关系,而且根据冰闪的历史经验可知,冰闪通常发生在融冰期间,而且冰闪所产生的放电电弧是沿着绝缘子的表面进行发展的。而且发生冰闪的线路通常在冰雪覆盖之前就存在一定程度的污垢,在覆冰的过程中随着湿污沉降的叠加,这些因素都会对冰闪的特性产生影响。此外,导线舞动的概率也会随着覆冰厚度增加而增大,且在输电线路的迎风面冰厚背风面冰薄且具有不均匀性,一旦其他因素满足舞动的要求就会发生导线舞动的问题。导线舞动最直接的危害就是发生相间放电,而且导线舞动会形成较大的冲击荷载,加之作用点较为集中,容易对间隔棒连接金具造成破坏。

2.3雷击

输电线路遭雷击是其发生跳闸的主要原因之一,而且随着电压等级的增高,雷击跳闸故障中的绕击跳闸比例也会相应增加,尤其对于330-500kV线路,雷击跳闸的主要方式就是绕击跳闸。根据输电线路的实际运行经验可知,雷击危害中的绕击故障主要与输电线路所处的位置的局部地形有关系。比如对于地面倾斜角较大的线路两侧来说,就容易出现绕击故障。而且线路一侧的地面倾斜角较大时,下坡侧则容易出现绕击故障。此外,局部地形和相对位置还会对避雷线和大地的屏蔽作用产生影响。雷击故障还容易出现雷电闪络的危害,这主要是由于绕击所引起的,而且正极行导线具有更为显著的引雷效果,发生绕击的概率更大,所以在输电线路布置时应充分考虑地形对绕击的影响。不仅如此,雷电反击现象还容易发生在土壤电阻率高和接地电阻大的区域,所以特高压线路也是发生雷击的重点部位。

2.4污闪

雾霾天气对输电线路的不利影响,一是对绝缘子上已积聚的污秽有湿润作用,二是雾霾通过湿沉降的方式,对绝缘子的积污有增加作用。在污霾条件下,绝缘子的污闪电压随表面积污的增加有所降低,而污霾造成的积污湿润则是绝缘子污闪性能下降的主要原因。

2.5外力破坏

影响输电线路运行安全的人为因素分为三种:输电线路周边事故、输电线路遭受盗窃、输电线路周围不经意的人类活动。建筑施工中的误操作,或者施工以外对输电线路造成的破坏;为道路设计或者输电线路设计的局限性,加大了杆塔自身遭受交通车辆撞击的可能性;偷电和偷输电线路的材料,不仅应用自己的用电安全,而且影响输电线路的正常运行;输电线路周围不经意的人类活动也会对输电线路的运行安全造成影响。

此外,鸟类在输电线路间筑巢,容易导致输电线路产生短路。长时间累积在绝缘子串上的鸟粪,容易引发线路故障。

3输电线路安全运行的防治措施

3.1山火危害的防治措施

一是根据以往的山火故障统计以及根据山火发生的原理确定山火容易发生的地段,并且在此通道内进行输电线路布置时要求进行疏散布置,降低多条线路同时跳闸的概率;二是加强对山火易发段和危险点的日常巡检和重点控制,对容易引发山火的因素进行清理;三是在输电线路系统中建立相应的山火监测系统,采用专用的山火、火焰以及温度监测仪器,对山火的火焰高度、温度以及烟尘颗粒浓度进行监测判断和预警,并对发生放电的概率进行分析和计算,然后根据统计结果进行相应预防方案的制定;四是根据不同地段的不同的山火发生概率、特点和危害程度进行山火应对方案的制定,比如对于输电线路下面的植被较为稀疏且高度较矮的地段,山火发生时仅有地表浅火焰,不影响线路的正常运行,此时可以通过直流线路降压运行的措施;而如果发生山火的火焰高度和温度较高、且容易形成浓度较高的烟尘通道,则需要采取负荷转移和改变运行方式的对策。

3.2冰雪灾害的防治措施

对于轻覆冰危害,通常采用增大爬电距离和对输电线路的污秽进行清扫的措施进行处理,而对于重覆冰危害,由于其覆冰厚度会随着所在地区海拔高度的增加而增加,且影响覆冰厚度的另一个主要因素则是低温冰冷天气的持续时间,所以可以通过采用不同伞径绝缘子间插的方式、V型串、倒V串等布置、以及双联串应增大串间距等措施来防止冰凌直接桥接而引发闪络问题。

对于导线舞动问题,通常采取以下防治措施:一是加强对引起导线舞动的条件的监测,主要是对导线覆冰的均匀程度进行监测,而且总结容易发生导线舞动故障的线路,加强对此部分的覆冰情况监测,当此部分出现不均匀覆冰情况时及时采取融冰措施;二是更换原有的相间间隔棒,改用加强型的相间间隔棒,通过更换高强度材料、增加强度设计以及对其连接结构进行优化等方式来全面提升相间间隔棒连接金具的机械强度。

3.3雷击故障的防治措施

一是对输电线路所经区域的相关雷电参数等基础数据进行详细、准确的统计分析,总结雷击故障概率与线路结构和地形地貌之间的关系,并绘制电网雷区分布图;二是对于普通的高压线路来说,需要对容易出现雷击问题的线路的故障原因进行分析,重点改造容易出现雷电反击故障的杆塔、以及接地电阻,或者通过在输电下来下方安装耦合地线或加装杆塔拉线的方式进行预防。对于出现绕击故障概率较高的杆塔,则应适当减小线路保护角,或者加装线路避雷器;三是对于超高压和特高压线路来说,应重点对雷击故障进行防治,采取在路径规划和杆塔设计时综合考虑路径选择、保护角等因素,提高线路的防绕击性能。

3.4选路维护与巡视

设立严格的线路安全检查机制与维护机制,要求输电线路检修人员严格按照相关规范进行线路的检修与维护工作,避免输电线路事故的发生或进一步恶化;并加大线路安全巡视的力度,特别是在一些较为偏僻的地区,防止不法分子盗窃线路材料、破坏线路安全等现象的发生,维护线路安全。此外,树木的生长影响输电线路的运行。使输电线路与树林保持一定距离,并考虑树木增长对线路造成的影响。结合杆塔位置合理设置防护墩,并涂抹颜色醒目的防护标志,以防车辆碰撞杆塔。应采用大盘径的绝缘子,加装防鸟粪的挡板,安装防鸟罩和专门的防鸟网,并安装鸟刺装置。

4结语

输电线路的正常运行中容易出现山火灾害所引起的山火放电故障、冰雪灾害引起的冰闪故障和导线误动故障、雷击灾害所引起的绕击和雷电闪络等危害,此外还有强风和污闪对输电线路运行安全的影响,本文不一一赘述。通过对以上故障机理和危害的研究,提出相应的防治措施,并通过多种监测方式的结合,构建输电线路一体化运维体系,提高其运行的安全性。

参考文献:

[1]王宏伟.输电线路运行安全影响因素与防治措施研究[J].现代国企研究,2017(20).

[2]王启程,张磊.输电线路运行安全影响因素与防治措施研究[J].科技与创新,2017(5):48-48.

[3]钟源,易资兴.试论输电线路运行安全影响因素及其防治措施[J].南方农机,2017,48(19).

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