原创《输配电线路常见故障与其原因和运检管理》
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摘 要：高压配电线路作为发电站和发电厂电能输送渠道的同时,还需与各大电网进行网络连接,因此输配电线路的运行情况与整体电网的运行有着密切的联系.文章对输配电线路运行过程中的常见故障进行分析,并阐述了相关解决问题的方法与有效措施,旨在提高整体的电力系统的运行安全.
关键词：高压线路；输配电线路；常见故障；运检管理；电能输送；电力系统 文献标识码：A
中图分类号：TM726 文章编号：1009-2374（2016）32-0137-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.32.068
电力资源能够促进社会的正常运行和经济的进步,在人们日常生活工作中起着决定性的作用.当前,电力资源的输送任务均由输配电线路执行,因此,关于输配电线路的运行安全和故障检查工作至关重要.输配电线路在管理过程中属于电力资源管理范围内,但是由于受到众多因素的影响,在运行过程中极易发生各种故障,不仅会增加电力资源消耗,还会提升断电事故发生的几率,对电力企业造成巨大的经济损失,因此人们应高度重视输配电线路运行安全问题.
1 输配电线路运行中的常见故障
1.1 输配电线路发生故障的原因
因为我国的地形条件中,具有幅员辽阔的特征,导致输配电线路的分布面积相对较广,例如在高原、丛林以及酷夏寒冷之地,均可完成输配电线路的安装与运行工作,所以致使输配电线路在发生故障时,成因较为复杂且多变,但按照其故障类别可划分为三种,即设备因素、自然因素与人为因素.下文主要对这三种因素进行分析：
1.1.1 设备因素.在此工程中,由于机械设备自身质量和安装问题的影响,导致输配电线路在运行过程中具有不稳定的特点,为电力资源的安全运行埋下隐患.目前,输配电线路均由众多的电子设备组成,例如供电设备和变压器、绝缘子以及运检设备等,而这些设备自身不稳定因素的产生,会促使输配电线路的故障的频发.其中电力设备运行不稳定的原因有安装位置不合理、安装质量不过关等.
1.1.2 自然因素.自然因素是最不受外力控制的因素之一,其中较为严重的则是极端恶劣环境和自然灾害等对输配电线路的干扰,这种干扰会使输电线路受到严重损害.在生活中较为常见的干扰现象有：高山峡谷之间,致使输配电线路的架塔间距较远,在风力的影响下,会出现架塔晃动和风偏短路的现象；由于丛林区域具有枝繁叶茂的特点,在雨水来临之际,易产生输配电线路与枝叶之间的单相接地故障.由于受到我国地理环境的影响,在输配电线路的铺设过程中难免会遭受自然因素的限制,从而为电网的安全运行埋下隐患.
1.1.3 人为因素.人为因素致使输配电线路发生故障,在生活中较为常见,从狭义上来看,人为因素致使输配电线路发生故障的原因为：输配电线路的运检工作中出现的差错.其中运检工作主要分为：输配电线路的设计与电力设备的安装、线路维护以及检修工作.如果输配电线路运检工作不符合相关标准,则无法排除配电线路运行过程中的潜在隐患.
1.2 输配电线路发生故障的位置
在早期阶段,如输配电线路发生故障时,必须由专业的维护人员根据用户提供的故障信息,进行故障点查找工作,之后将工作移交至巡线人员进行故障清除.但是,随着电力市场的竞争愈发激烈,促使大量对供电质量要求较高的电力产品投入到日常的使用工作中,继续使用早期的输配电线路故障点查找方法,极容易错过最佳的线路抢修时间,造成巨大损失.因此,在2008年6月,我国国务院在审批改革委和电监会的《关于加强电力系统抗灾能力建设若干意见》工作中,鼓励电力企业推广或研究新兴输配电线路的故障查找技术.由此可见,依据现阶段的社会发展背景,建立一套完善的故障点定位查找系统迫在眉睫.
1.2.1 以变压器为核心的输配电线路故障.在整体的输配电线路运行中,变压器承担着隔离和警示以及变换电压的作用,与输配电线路的运行安全有着直接性的影响.在电力资源输送过程中,如果变压器发生故障,将会对电网整体造成安全性和可靠性的影响及输送电力资源效率的降低,尤其是在用电高峰时段,变压器长期处于超负荷状态,热能大量累积,极易导致变压器过热或烧毁状况的发生.
1.2.2 以短路与接地为核心的输配电线路故障.其中,关于短路故障的原因较多,例如恶劣自然环境或天气的影响、雨水季节的雷击等因素.另外,输配电线路的外部周边环境也是影响电路短路故障发生的主要因素,例如空气中的粉尘导体、线路间距较窄、具有腐蚀性的气体与液体等.一旦输配电线路发生短路故障,则电流瞬间可达到上万或十几万安培,从而造成电力设备的毁损,严重的会对人们的生命造成威胁.另外,在电路的短路过程中,还会产生部分的电磁力,进而影响通信设备的正常使用.
1.2.3 以接地为核心的输配电线路故障.在此过程中,主要以单相接地故障为重点：在电路断裂部分位置与地面或金属物体相连后,则会出现单相接地输配电线路故障.输配电线路是电力资源运输的桥梁,难免会遇到与建筑物和丛林等相撞的现象.假设在铺设输配电线路工作之前,未对现场地形地貌进行实地和科学地考察,则极易发生线路的单相接地故障.但是却无法引起跳闸现象的发生,若未有准确的判定标准,只能依据母线对电压的改变判断故障点.因此,接地线路故障的查找工作相对较难.最直接有效的方法是：用户提供相关的故障发生原因,例如避雷针或熔断器、瓷瓶以及穿墙管等物体的脱落以及小动物或树线之间的关联等,专业人员进行系统化的故障点查找工作.产生的后果是烧毁大量的电力设备、人身财产损失、大面积停电等.
2 输配电线路运行检修管理模式
输配电线路在电网运行中起着传输电力资源的作用,是发电站与用户之间沟通的唯一桥梁.但是,输配电线路也是电网运行中故障最多的部分,众多的科研工作人员对输配电线路进行长期的课题探究,不仅提出先进的故障点查找法则,还促进以法则为依据的故障定位设备的研发工作开展.目前,已有不少的故障定位设备应用至实际的电力系统运行工作中,现已取得良好效果.从输配电线路的故障定位查找工作时间上来看,国内的研究工作起步时间相对较晚,而在1955年的美国电气工程师协会委员会的年终总结中,120多篇文献资料已成功发表；故障定位技术大幅度进步,尤其是计算机与微电子技术的发展,更加使故障定位查找技术具有实用性的价值.按照定位原理和信号利用、线路模型以及测量设备的不同等方式,可将故障定位查找技术分为多种.例如：按信号利用不同,将故障定位技术分为主动式与被动式两种；按信息来源不同,将故障定位技术分为单端测量与双端测量两种；按定位原理不同,将故障定位技术分为阻抗法与行波法两种,而阻抗法又可称之为故障分析法.下文对故障分析法进行阐述.
经相关数据实验结果表明,输配电线路属于参数性质的元件,即每段线路呈现着自感与对地电容的特点,而这些特点的存在,在一定程度上会影响输配电线路的参数和故障,受到传统故障查找方法的影响,线路结构与故障类型还存在着众多缺陷,例如多于两条的线路分支和非金属接地故障、线路断电故障与非稳定线路结构、非AC输配电线路以及多电源线路等,因此,传统的输配电线路查找方式只适用于结构相对简单的线路结构.在正常情况下,电压与电流互感器之间存在着上升时间慢和传变频率低的缺陷,致使输配电线路数据采集信息不精准,利用故障分析法,只能将故障点定位在2～3km之间,进而影响了分析的结果.
故障分析法主要是借助工频电气量为主要依据,并且以线路参数为核心,在实际应用中具备简单和经济以及定位准确的优势,在早期的电力系统运行工作中,使用范围相对广泛.早期的故障分析法是由功耗大和精度低的电子设备完成输配电线路的查找工作或利用人工的手段将简易的故障录波器记录的电压与电流信息,采用手工计算的方式判断故障发生的实际距离.这种故障查找方式不仅计算公式相对复杂,而且准确率相对较低.随着电力系统的稳步发展,微电子技术与计算机技术在输配电线路检测过程中使用范围愈加广泛,从而促使故障分析法得以迅速发展.微机式故障检测设备不仅能够精准存储电气量,还具有较强的分析和计算能力,利用现代化的软件装置完成输配电线路查找工作,同时又具备投资成本少和操作简便的特点.
3 结语
综上所述,随着人们生活质量的提高,电力资源在生活中扮演的角色愈发重要,致使电网装配与电力负荷等要求也在增加,正如上述所说,在输配电线路运行过程中易发生多种故障.因此,在输配电线路的检修过程中应建立完善的管理模式,并以此为基础,对输配电线路的档案库进行优化,旨在提高整体的电网建设水平,规范电网构架,提升电力资源的综合利用率,降低电力事故发生的概率,确保输配电线路与电网系统的稳定
运行.
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作者简介：周正（1989-）,男,国网湖北省电力公司孝感市孝南区供电公司运维检修部输电运检专责,研究方向：输配电运检.
（责任编辑：秦逊玉）
配电线路论文参考资料：
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