輸電線路故障檢測及解決對策

1前言
　　輸電線路是電力系統的動脈，其運行狀態直接決定電力系統的安全和效益，在華東、華中和廣東曾經發生過高壓架空線路掉線事故。而紅外檢測具有遠距離、不停電、不接觸、不解體等特點，給電力系統線路狀態監測提供了一種先進手段，但是目前我國對線路等的檢測經驗還較少，沒有相應的國家標準。為此，根據現場使用情況結合試驗，提出了絕對溫差判別法，并對高壓輸電線路缺陷情況進行了探討。

2故障分析
　　輸電線路常見事故多由設備過熱引起,電氣設備熱故障分外部熱故障和內部熱故障。外部熱故障主要指裸露接頭由于壓接不良等原因，在大電流作用下，接頭溫度升高，接觸電阻增大，惡性循環造成隱患。此類故障占外部熱故障的90以上。內部熱故障是指封閉在固體絕緣、油絕緣以及設備殼體內部的電氣回路故障和絕緣介質劣化引起的故障。電氣設備內部熱故障的特點是故障點密封在絕緣材料或金屬外殼中，如電纜，內部熱故障一般都發熱時間長而且較穩定，與故障點周圍導體或絕緣材料發生熱量傳遞，使局部溫度升高，因此可以通過檢測其周圍材料的溫升來診斷高壓電氣設備（如電纜）的內部故障。
　　由于發生熱故障的線路多為6kv以上,因此我們著重討論高壓輸電線路的發熱故障。對于高壓架空輸電導線的發熱，《交流高壓電器在長期工作時的發熱》(gb763-90)和《高壓直流架空送電線路技術導則》(dl436-91)要求鋼芯鋁絞線的最高工作允許溫度為 70℃，我國目前還沒有高壓交、直流線路金具發熱的國家標準，根據《電力金具通用技術條件》(gb2314-85)，電力金具的電氣接觸性能應符合下列要求:
　　1)導線接續處兩端點之間的電阻，應不大于同樣長度導線的電阻;
　　2)導線接續處的溫升應不大于被接續導線的溫升;
　　3)承受電氣負荷的所有金具，其載流量應不小于被安裝導線的載流量。

3紅外檢測辦法
　　《帶電設備紅外診斷技術應用導則》對電流致熱型設備的熱故障判別提出用相對溫升判斷法，該方法通過分析相對溫差與接觸電阻的變化關系，依托電力行業標準《電力設備預防性試驗規程》(dl/t596)中對接觸電阻的規定，確定了分析電流致熱型設備熱缺陷的相對溫升判據。
　　根據上述規則，可以認定在正常負荷運行情況下，接續管、耐張線夾、調整板、二線聯板等處的溫度應與直流輸電線路的導線相同或比它小，因此，可以取被檢測對象附近正常運行導線的溫度作為參考溫度，即對于有熱缺陷的地方，可以在離發熱點1m遠的地方取導線或線路金具的溫度作參考溫度。
　　此時可采用絕對溫差法來判斷:取被測對象附近1m遠的地方正常運行的導線或線路金具的最高溫度為參考溫度ta，被測量對象的溫度為t，δt＝t－ta，根據δt來判斷熱缺陷情況，這種方法可以消除太陽輻射造成的附加溫升的影響。同時，由于同向性，檢測距離、環境溫度、濕度、風速等參數的不準確性帶來的誤差也減小了。
　　結合近幾年的檢測經驗，按溫升的大小，可分為輕微、一般和嚴重三種。δt在10℃以內理解為輕微故障;δt在10℃~20℃規定為一般故障;δt在20℃以上理解為嚴重故障。
　　電力系統現在普遍采用的是使用紅外測溫儀和紅外熱像儀進行檢測。市場常見紅外測溫儀器有美國的3i系列和has-201系列以及日本的ir-0204t。由于以上儀器造價較高，嚴重影響了紅外檢測儀器的普及使用。因此迫切需要高性價比、操作簡單的紅外測試儀器。英國scan系列紅外溫度掃描儀有效地解決了這些問題。該儀器特有的紅外溫度掃描技術，快速簡單查找隱患故障點，已被世界各地越來越多的電氣工程師采用。

4高壓線路易發生缺陷部分及原因分析
　　根據大量紅外檢測結果來看，高壓線路中線路金具的熱缺陷較多，集中在耐張線夾、四分裂變三分裂連接導流板、跳線線夾、接續管等機械連接部分。統計近幾年來檢測到的外部熱故障的幾千個數據，可以看到線夾和刀閘觸頭的熱故障占整個外部熱故障的77，它們的平均溫升約在30℃左右，其它外部接頭的平均溫升在20-25℃之間。
4.1造成過熱的原因
　　1)氧化腐蝕。由于外部熱缺陷的導體接頭部位長期裸露在大氣中運行，長年受到日曬、雨淋、風塵結露及化學活性氣體的侵蝕，造成金屬導體接觸表面嚴重銹蝕或氧化，氧化層都會使金屬接觸面的電阻率增加幾十倍甚至上百倍;
　　2)導線接頭松動。導體連接部位在長期遭受機械震動、抖動或在風力作用下擺動，使導體壓接螺絲松動;
　　3)安裝質量差。a)如接頭緊固件未緊到位;b)安裝時緊固螺絲上下未放平墊圈或彈簧墊圈，受氣溫熱脹冷縮的影響而松動;c)線夾與導線接續前未清刷，沒有涂電力復合脂，或復合脂封閉不好，使潮氣侵入造成氧化使接觸電阻變大而發熱;d)鋁導線與銅接點連接未加銅鋁過渡接頭;e)線夾結構不好，導線在線夾端口受傷斷股;f)線夾大小與導線不配套，輸電線連接點前后截面及導流能力不匹配;g)線夾結構造成的磁滯渦流損耗發熱。
4.2解決對策
　　1)金具質量。變電所母線及設備線夾金具，根據需要選用優質產品，載流量及動熱穩定性能，應符合設計要求。特別是設備線夾，應積極采用先進的銅、鋁擴散焊工藝的銅鋁過渡產品，堅決杜絕偽劣產品入網運行。
　　2)防氧化。設備接頭的接觸表面要進行防氧化處理，應優先采用電力復合脂(即導電膏)以代替傳統常規的凡士林。
　　3)接觸面處理。接頭接觸面可采用銼刀把接頭接觸面嚴重不平的地方和毛刺銼掉，使接觸面平整光潔，但應注意母線加工后的截面減少值:銅質不超過原截面的3，鋁質不超過5。
　　4)緊固壓力控制。部分檢修人員在接頭的連接上存有誤區，認為連接螺栓擰的愈緊愈好，其實不然。因鋁質母線彈性系數小，當螺母的壓力達到某個臨界壓力值時，若材料的強度差，再繼續增加不當的壓力，將會造成接觸面部分變形隆起，反而使接觸面積減少，接觸電阻增大。因此進行螺栓緊固時，螺栓不能擰得過緊，以彈簧墊圈壓平即可，有條件時，應用力矩板手進行緊固,以防壓力過大。
　　5)工藝程序。制定連接點安裝的技術規范程序。根據造成連接點過熱的不同類型，制定不同的工藝規程。安裝時，嚴格按照規程進行。采用爆壓的線路金具故障率比采用液壓的高很多，如廣東高壓線路接續金具采用液壓后，故障率明顯下降。
　　6)檢測措施。對于運行設備，運行值班人員要定期巡視連接頭發熱情況。有些連接點過熱可通過觀察來確定，比如運行中過熱的連接點會失去金屬光澤，導體上連接點附近涂的色漆顏色加深等。
隨著紅外檢測技術的普及提高，更加先進測試儀器的出現，輸電線路故障的查找將更加快速簡單，從而保障電力系統安全有效地運行。◎

 

 

發布時間:2011-2-17 訪問次數:2787