输电线路论文

序号（学号）：毕业论文武胜架空输电线路现状及常见故障分析姓名杨炯工作单位四川武胜供电有限责任公司专业电气工程及其自动化班级指导教师2010 年12月20日武胜架空输电线路现状及常见故障分析摘要：目前由架空输电线路构成的武胜输电网络还比较薄弱，受各类外部因素影响大，发生故障的几率大，线路维护运行人员必须对线路和周边环境有充分的了解，掌握线路状况，了解各种故障发生的几率和原因，才有可能减少线路故障跳闸等情况发生，保证武胜输电网络的坚强。

一、武胜架空输电线路概述电力线路是电力系统的组成部分，担负着输送和分配电能的任务。

根据输送距离和输送容量的大小，输电线路采用不同的电压等级。

武胜电网采用的电压等级由低向高分别是0.38、10、35、110千伏共4个电压等级。

这里主要分析35千伏及以上的线路。

目前武胜管辖的架空输电线路主要按照电压等级、输送介质和所属分区进行分块管理，大体上划分为主网输电线路和农网输电线路。

输电线路位于野外，受各类外部因素影响巨大，同时因设备众多，发生故障的机率相对变电设备而言更加频繁。

2010年武胜供电公司所辖110kV线路6条，35kV线路8条。

线路总长度239.472km；武胜电网主网输电线路整体特点是：线路条数多、平均长度短，设备状况相对较差，锈蚀、老化情况严重，外力破坏频繁。

110kV龙东线投运已经38年，其他线路平均15年左右。

二、武胜架空输电线路设备构成输电线路相对于变电设备而言较为简单，构成也较为单一。

按照设备状态检修规定，输电线路主要划分为7个单位+1个环境，7个单元分别是杆塔、导地线、绝缘子、金具、杆塔基础、接地装置、附属设施，一个环境是指通道环境。

（一）杆塔杆塔从材质上主要分为铁塔和钢筋混凝土杆，当然也有钢管塔和水泥塔，主要用于大型跨越如跨江等情况下。

杆塔主要用来支撑导、地线及其附件，并使导地线、杆塔之间，以及导线和地面及交叉跨越物或其他建筑物之间保持一定的安全距离。

从杆塔型式和受力上主要划分为直线杆塔、耐张杆塔、转角杆塔和终端杆塔四种。

耐张杆塔能承受较大的导线张力差，同时能够承受导线对杆塔的断线张力。

转角杆塔主要用于线路转角处，允许受力小于耐张杆塔，终端杆塔用于线路首、末端，或电缆线路与架空线路的分界处，允许受力大于耐张杆塔，转角与终端杆塔从型式和受力上类似于耐张杆塔，转角杆塔承受垂直线路方向水平力，还承受导线张力引起的角度合力，终端杆塔能承受单侧导线张力。

直线杆塔是位于两承力塔之间的中间杆塔，正常情况下不承受导线的张力，仅承受导地线及相关金具、附属设施的垂直地表方向的重力和风引起的垂直线路方向的水平力。

杆塔与杆塔之间的距离称为档距，档距的大小主要取决于地形，杆塔形式，气象条件等多种复杂因素，一般情况下，以武胜电网线路为例，110千伏线路平均档距在500米左右，35千伏线路档距在250米左右。

当然受到地形影响，如在山区，跨越大沟等地形条件下，档距也有超过1000米的，在平原地区环境条件较好的情况下，档距也会适当加大。

直线塔与耐张塔的比例一般在4-5：1左右，这主要取决于受地形及外部环境影响下的线路的曲折程度。

（二）导地线导、地线主要指承载电流的导线和主要起避雷作用的地线。

导线的正式名称是钢芯铝绞线，地线的正式名称是钢绞线。

目前武胜电网输电线路采用的导线型号主要为LGJ-175和LGJ-120。

L代表铝线，G代表钢线，J代表绞合，后面的数字代表截面。

根据导线额定载流量，一般情况下，35及110千伏线路采用每相1根导线的方式，220千伏线路采用每相2根导线的方式，双称为分裂导线，500千伏线路采用每相4根导线的方式，1000千伏特高压线路采用每相8根导线的方式。

地线型号主要为GJ-35、GJ-50和GJ-70，分别用在35千伏，110-220千伏和500千伏线路上，同时目前架设的光缆也起到地线的作用，其结构外层为铝线，内层为钢线和光缆纤芯，光缆作为地线使用必须与另一侧的铝包钢配合使用。

按照设计规程要求，一般35千伏线路使用单根地线，极重要的35千伏线路和110千伏及以上线路采用双根地线作为最主要的防雷设施。

（三）绝缘子绝缘子是线路绝缘的主要元件，用来隔离导线使之与杆塔绝缘。

高压输电线路上使用的主要是悬式绝缘子，在10千伏和部分35千伏线路上也使用针式绝缘子和瓷横担绝缘子。

悬式绝缘子主要分为瓷质绝缘子、玻璃绝缘子和复合绝缘子三大类。

目前武胜电网输电线路上，耐张杆塔主要使用瓷质绝缘子和玻璃绝缘子，直线塔主要使用复合绝缘子。

其使用地点的区别主要受承力的不同进行划分。

目前，为加强线路的防污闪工作，绝缘子厂家研制出了复合瓷绝缘子，结构和瓷质、玻璃绝缘子相同，但伞群采用复合材料。

（四）金具输电线路金具主要起支持、固定、接续导地线的作用，是连接导线与绝缘子、绝缘子与杆塔以及地线与杆塔的重要部件，种类非常繁多，从大类上分主要有线夹、连接金具、接续金具、保护金具。

线夹用于连接导线与绝缘子串；连接金具用于绝缘子之间的连接，形成绝缘子串；接续金具用于连接导线及跳线；保护金具主要起到均压、防振等作用。

在此不一一介绍。

（五）杆塔基础杆塔基础是将杆塔固定在地面上，保证杆塔不发生倾斜、倒塌、下沉。

铁塔基础一般为现浇混凝土构成，每个塔脚均有自己独立的基础，钢筋混凝土杆一般使用底盘和卡盘对杆体进行固定。

（六）接地装置接地装置主要是为了导泄雷电流入地，以保持线路有一定的耐雷水平。

工频接地电阻是标明接地装置良好性的主要指标，其电阻值的大小与当地的土壤电阻率关系很大。

按照线路设计规程规定，土壤电阻率在100Ω·m及以下时，工频接地电阻要求小于10Ω，100-500Ω·m 时，接地电阻在15Ω以下，500-1000Ω·m时，小于20Ω，1000-2000Ω·m时，小于25Ω，2000以上为30Ω，同时如果土壤电阻率很高时，同时接地线已敷设6-8根，总长不超过500米的放射形接地体或连续伸长接地体，接地电阻可不受限值。

（七）附属设施线路附属设施主要包括线路杆塔及名称的识别标牌，如杆号牌、警示牌、防误登杆塔牌等；辅助防雷设施，如线路避雷器、防绕击侧针、消雷器等；防鸟设施，如鸟刺等；线路状态在线监测装置，如杆塔倾斜在线监测设备、绝缘子盐密在线监测设备、线路视频在线监测设备等等十余种；杆塔爬梯及防坠落装置，工作人员攀登上塔使用；附属通信设施，如ADSS，以及光缆的接头盒等。

（八）通道环境通道环境是影响线路运行安全的首要因素，主要指线下及周边因素与导线之间是否能够保证安全距离，如线下建房、施工等人员作业与机械施工，均极易引发碰线导致线路掉闸。

其余还包括杆塔基础周围的地质情况、线路个别区段所处的微气象区、重污秽区、雷害区、覆冰区、舞动区等。

三、武胜架空输电线路常见故障类型输电线路常见故障可以分为设备类和环境类。

设备类故障按照严重程度划分为倒塔、断线、绝缘子掉串、绝缘子污闪、导线风偏等等，环境类故障按照出现的频繁次数划分为外力破坏、雷击、鸟害等。

上面的划分也仅是从大的方面进行，往往设备、环境之间的因素互相交织，互相作用，较为复杂，需具体问题具体分析，以下仅作大致介绍。

（一）倒塔、断线引起倒塔、断线的原因很多，发生的机率非常小，因其恢复和故障抢修难度大，时间长，因此对线路供电和安全造成极大影响。

从省内线路倒塔、断线的历史故障来看，地质原因引起的倒塔断线较多。

同时，采空区塌陷对于线路威胁也非常大，矿产丰富地区，开采活动频繁，加之管理复杂，在线路下方地表以下开采后造成地面整体塌陷的情况时有发生，甚至在线路设计之初，就存在很多难以绕开的已开采或计划开采区域，当地表塌陷涉及到杆塔基础的稳固时，就极易引发杆塔倾斜，甚至是倒塔断线。

另外，省内也曾经发生过在线路投运后很短时间内，因验收工作不严格，铁塔基础地脚螺栓水泥保护层未制作，造成地脚螺栓丢失，引发倒塔断线的严重事故。

（二）绝缘子掉串掉串事故对于线路而言也会形成较大危害，抢修时间较长，影响也较为巨大。

形成掉串的原因主要以绝缘子型式划分，对于用在耐张杆塔上的瓷质绝缘子，往往因为一串绝缘子上的单片或多片绝缘子低零值后，因其自身机电强度不足引发脱落、断裂造成。

对于多用于直线杆塔上的复合绝缘子而言，多由于早期绝缘子芯棒自身质量问题、绝缘护套与芯棒密封不严造成自身机械强度下降，以及在高压端受到强电场电腐蚀造成芯棒断裂，引发掉串。

另外，复合绝缘子芯棒端部与连接金具的结构形式也是造成掉串的主要原因，如早期的芯棒与自身连接金具采用插入外楔式结构，在国内及省内曾发生多起掉串事故，目前已不再使用，目前复合绝缘子以内楔式以及内外楔式为主。

（三）绝缘子污闪绝缘子污闪是造成电网大面积停电的主要原因，国内外均发生过因绝缘子污闪造成电网大面积停电的事例。

绝缘水平低是造成污闪的根本原因，大面积的污、湿条件是造成绝缘子污闪的直接原因。

引起大面积的污、湿条件主要由自然环境生成，如大雾、小雨雪等。

武胜生态环境较好，无采煤、炼焦、化工、水泥等高污染企业，同时因降水量较多，因此污闪事故不是武胜电网的主要故障。

但在每年的11月份至来年的3月份间，武胜地区往往易发生持续大雾，此时气候严寒，绝缘子的及时清扫工作很难开展，长时间的干旱气候使绝缘子表面污秽严重，大雾及小雨雪使污秽得到充分湿润，造成沿面的污闪事故发生。

同时因污秽及大雾、雨雪天气分布广泛，因此极易造成区域内多条线路的同时污闪，造成电网大面积停电事故。

同时，线路人员以前一直认为污闪的形成过程是先有污后再湿，随之造成污闪，而在空气污秽极严重地区，随着雾霾的快速分布，污秽迅速积聚在绝缘表面，并同时呈湿润状态，随之很快发生污闪。

这给人们的防污闪工作带来了很大的困惑，先积污，可以有时间清扫，而快速积污，几乎没有任何还手的余地。

同时，在变电设备上也存在污闪的问题，同时，对于变电设备还存在雨闪、雪闪等问题，这是因为等径绝缘子造成的，目前采取加装增爬群等措施可以有效预防。

防治污闪的对策：一方面是提高线路绝缘配置，另一方面[]是加大线路污秽监测力度，加强清扫。

同时我们应该看到，无限制的提高绝缘水平也是不现实的，所以在合理提高绝缘水平的同时加大外绝缘复合化是防止大面积污闪的有效出路，目前采取的方式主要包括喷涂防污闪涂料和更换复合绝缘子工作，以此提高线路外绝缘复合化水平。

4.导线风偏输电线路受风的影响非常大，风力对线路的作用力是线路设计中考虑的重要因素。

但往往也因为设计的不合理，导致导线风偏故障的发生。

导线风偏大致可分为两种，一种是导线自身在风力作用下，相与相之间发生不同步摆动，甚至是与相邻较近的线路或建筑物发生放电。

另一种是杆塔上的导线跳线因预留弧度过大，导致跳线在风力作用下与塔身距离过近，击穿空气间隙放电。