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架空線路的故障處理
架空線路各部件除了承受正常的機械負荷和電力負荷外,還需經(jīng)受自然災害的襲擊,因而使架空線路日趨損壞而引起故障。例如:由于濕度的變化,會使鐵塔和金屬構件發(fā)生銹蝕;由于溫度變化會引起導線張力發(fā)生變化,易造成絕緣子和其他部件損壞;由于臺風等,會使導線產(chǎn)生震動、跳躍、甚至碰線,易造成斷線、倒桿;由于有小雨和霧,易引起臟污的絕緣子發(fā)生閃絡甚至擊穿,造成架空線路跳閘事故、另外有鳥獸、樹木、風箏、洪水等,都能引起架空線路故障。
(一) 導線的斷股、損傷和閃絡燒傷故障
刮風會使導線、架空地線發(fā)生震動或擺動造成斷股,甚至發(fā)生導線之
互相碰撞而形成相間短路,燒傷導線造成跳閘而使線路停電。導線的震動和斷股一般發(fā)生在導線懸掛處。
1. 產(chǎn)生故障的原因
(1) 引線馳度較大且細而輕,易受風吹擺動,長期以來,在被線夾握住的地方,鋁線因反復曲折而在彎曲部分“疲勞”,開始發(fā)生單股折斷,逐漸發(fā)展到由外層到內層斷股。導線斷股后,有效面積減少,機械強度降低,每股所受的拉力增加,因此便加速了斷股的發(fā)展,同時未斷股的電流密度增加,引起導線因過載而發(fā)熱,最后造成斷線。
(2) 當風速在0.5—
(3) 當風速在5—
的起伏運動,造成相間或導線對地的閃絡,導致線路停電事故。
(4) 在5—8級大風時,架空線路的各相導線擺動不一,如線間距離較
小或各相導線馳度不均衡時,就會發(fā)生碰線事故或線間放電閃絡故障。
(5) 導線、架空地線在制造上有缺陷,如有斷股等情況,或因受大氣中水分及腐蝕性氣體的作用,使導線氧化、生銹變質而減弱機械強度,于是在刮大風時亦會引起斷線。
2. 預防措施
(1) 對于風吹擺動較大的導線,應進行調整,松的應調緊,或在兩桿塔中間加裝一根桿塔,以縮短擋距,使導線穩(wěn)定。
(2) 在線夾附近的導線上加裝防震錘、護線條,以防止導線振動。
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護線條是用與導線相同的材料制成的,外形是中間粗兩頭細的一根根鋁棍。在線夾處用這種護線條將導線纏裹起來,就能加強導線的機械強度,并且在導線發(fā)生振動時,可以防止導線在線夾出口處發(fā)生劇烈的曲折。
防震錘由兩個形狀如杯子的生鐵組成,兩個生鐵塊分別固定在一根鋼絞線的兩端,而鋼絞線的中部用夾子固定在導線上。在導線振動時,防震錘由于它的重量和彈性使起到阻礙導線振動的作用
(3) 對耐張塔上的跳線,應注意其擺動的情況,在最大擺度時應不至于對桿塔、橫擔或拉線發(fā)生放電,如有這種可能,一般可用絕緣子串來固定,亦可在跳線上附加一鐵棍,這樣就能有效的解決跳線因受風而擺動。
(二) 導線馳度超過允許值而造成導線弧光短路故障
導線架設在桿塔上,在相鄰兩座桿塔間,均垂下一個弧形曲線,其下
垂的幅度稱為弧垂或馳度。相鄰兩桿的水平距離稱為檔距。導線馳度大小與檔距長度、導線重量、架線松緊以及氣溫、風、冰雪等自然條件有關,但應符合設計規(guī)定。如導線馳度超過允許值,將會造成架空線路的故障。必須及時進行調整,以確保線路安全運行。
如果導線在架空線路架設時未拉緊,或在運行中因受機械負荷;電力負荷;風、雨、雪、冰;雷電的影響造成馳度過大時,便會使對地距離相應減少。此時,若導線型號小、架構及型式不適合、相間或相對地之間距離較小時,在遇到系統(tǒng)中持續(xù)短路時的過電壓、龍卷風、高氣溫和重負荷等的影響,導線就會發(fā)生擺動,從而造成相間和相對桿塔之間發(fā)生放電,嚴重時會引起弧光短路事故;若導線型號大時,在遇大風時導線就會發(fā)生擺動,因而使接頭附近的導線和隔離開關的支持瓷瓶損壞;若隔離開關的支持瓷瓶不牢固,則會發(fā)生擺動,引起隔離開關接頭接觸不良或動、靜觸頭之間相互摩擦。因此,必須對導線進行調整,將導線收緊,使其馳度符合允許值,以保證線路的安全運行。
由于電氣設備或架構的基礎下沉,使導線拉緊而造成馳度過小,這樣
加了導線的拉力,減小了導線的機械強度。此時,若遇冬季氣溫低,且通過導線的電流又小,則會使導線拉長和拉斷,同時損壞電氣設備。如隔離開關引線拉緊后,使隔離開關瓷瓶拉歪,造成瓷瓶從鐵帽下拉斷或使隔離開關的動、靜觸頭之間接觸不良,嚴重時會將合上的隔離開關拉開,引起動、靜觸頭之間放電,有可能發(fā)展成三相弧光短路事故。因此,必須對導線進行調整,將導線放松,以保證線路的安全運行。
(三) 導線發(fā)熱故障
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導線溫度超過允許值,從而引起導線激烈氧化,使鋁導線表面起泡或發(fā)白,銅導線表面發(fā)紅或有紅斑,長時間過負荷運行,就會損壞導線。
導線因過負荷發(fā)熱后,會使金屬抗拉強度將低,如鋁線超過100℃,通線超過150℃,鋼線超過150℃,鋼線超過300℃時,其抗拉強度便迅速下降。此外,導線長期發(fā)熱,會使金屬性慢性退火,從而降低導線的機械強度,此時如遇斷路故障,由于點動力的影響,就會使導線變形或斷裂。因此,發(fā)現(xiàn)導線過負荷時,應將低負荷,使電流在額定值以內,從而確保架空線路的安全運行。
(四)導線的雷害故障
大氣過電壓是指由于雷擊引起的過電壓,又稱雷電過電壓,此種過電壓是由直擊雷和感應雷所引起的。在架空線路的全部事故中,約占40~60%為雷害引起的。
線路附近落雷所引起的過電壓叫感應過電壓,其數(shù)值可達到100Kv左右,最高可達到300Kv。這對110Kv以上的架空線路是沒有什麼危險性,因為線路絕緣水平能夠承受這種過電壓,可對35Kv級以下的架空線路是有很大的危險性,很容易引起絕緣子對地發(fā)生閃絡,特別是絕緣子表面臟污或絕緣缺陷時,更容易發(fā)生故障。
如果雷直接落到線路上,由于雷電電壓很高,對任何架空線路均是危險的。
如果雷直擊鐵塔時,鐵塔上會產(chǎn)生很高的電壓,可達幾百萬伏,從而引起雷電波反擊導線的現(xiàn)象,使鐵塔與導線間的絕緣發(fā)生閃絡,此時導線上也有很高的感應過電壓,一般可達到300~400Kv,這可能引起相鄰兩相間的絕緣子閃絡。當雷直擊導線時,也會引起桿塔與導線間的絕緣子閃絡。當雷直擊導線時,也會引起桿塔與導線間的絕緣發(fā)生閃絡。當雷直接落在桿塔中間架空地線上時,會產(chǎn)生高壓的雷電波,該雷電波一般經(jīng)接地線而流入大地,但是,若桿塔的接地裝置不合格,或導線與架空地線之間距離不夠時,亦可能在架空地線與導線之間發(fā)生閃絡。
雷電過電壓所引起的絕緣閃絡或相間閃絡主要是電弧短路,隨著系統(tǒng)短路容量的大小以及電弧持續(xù)修時間長短的不同,其破壞程度也不同,可能引起絕緣子燒傷或完全破壞,甚至是導線過熱熔化或燒斷。
當線路遭受雷擊發(fā)生故障引起跳閘后,電弧就會熄滅。此時,如果絕緣子和導線的燒傷并不嚴重,則應將線路停電,然后進行修理。
為保證架空線路的安全運行,必須采取以下防雷措施:
1.在架空線路上架設架空地線
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架空地線可以遮住導線,主要是保護導線不受直接雷擊,使雷盡量落在架空地線本身上,并通過桿塔上的金屬部分和埋設在地下的接地裝置,使雷電流入大地,從而保證了線路的安全運行。
由于架空地線的防雷效果較好,造價便宜,所以,110Kv及以上的架空線路均采用架空地線。
2.用管型避雷器保護架空線路
管型避雷器主要有外部火花間隙和內部火花間隙組成,正常時,外部間隙把管型避雷器和系統(tǒng)電壓隔開,使避雷器在線路正常運行時不受電壓作用。當線路遭受雷擊時,外部間隙和內部間隙先后被擊穿,當雷電電流流入大地。放電時,由于管內有很大的電流通過而形成強烈的電弧,此時管內溫度很高,管內纖維材料在高溫作用下而分解出大量的氣體,在很短時間內能使管內產(chǎn)生很大氣壓,此氣體以很快的速度向管外排出,造成強烈的縱向吹動,使電弧熄滅,全部過程所需時間僅0.01~0.02s內。
3.保護間隙防雷
保護間隙主要是由空氣絕緣的兩個金屬制成的電極組成,它和被保護設備并聯(lián),其作用和避雷器一樣,能在過電壓時擊穿,以保護并聯(lián)者的設備。
在中性點直接接地的電網(wǎng)中,保護間隙被擊穿時,要發(fā)生短路現(xiàn)象,其原因是保護間隙擊穿時,就和中性點接地處形成單相短路回路。在中性點不接地的電網(wǎng)中,當兩相間隙同時擊穿時,就要發(fā)生相間短路。由于間隙擊穿時不能自動滅弧,所以會引起電源斷路器自動跳閘,因此,保護間隙雖然對設備能起保護作用,但不能保證對用戶的連續(xù)供電。為了保證線路的連續(xù)供電,在裝有保護間隙的線路上,應有自動重合閘裝置,以減少線路停電故障。
4.用閥型、氧化鋅避雷器保護
對個別線路上絕緣薄弱的地方,如柱上斷路器,變壓器、電纜頭
