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图5.6 葛双二回#119地线左侧的放电痕迹
图5.7葛双二回#119横担挂点上面的鸟粪及滴落痕迹
#119塔为拉线猫头塔,加装有10片重锤。绝缘子串为XWP-160型25片。经测量,#119塔的接地电阻为0.65、0.9欧姆,均合格,测量值都在设计值以内。
初步分析故障成因为:在30日凌晨时分,线路负荷较小,电压升高,加上薄雾天气,导线电晕增强进而在线夹处产生放电声,栖息于中相挂点的大鸟受惊起飞时排泄粪便滴落成线状或接近线状,因为鸟粪的导电性,产生中相导线通过鸟粪通道对塔放电;鸟粪距第一片绝缘子很近,因此下落的鸟粪污秽了第一片绝缘子,自由降落的鸟粪通道偏离绝缘子串,短接空气间隙引起导线对塔身放电,放电通道在第一片绝缘子上表面融合了鸟粪污秽物及第一片绝缘子钢帽的地点位特性,使放电通道发生偏移、扯弧从而使绝缘子表面产生烧伤,而绝缘子串没有击穿,中相绝缘瞬间恢复,重合闸成功。
可以看出,这次故障跳闸是一次典型的鸟害故障。 5.3鸟害跳闸原因分析
1、粪道闪络
当鸟在绝缘子悬挂点附近的横担上排便时,高电导率的鸟粪将短接部分空气间隙,既使鸟粪并没有贯通全部通道,也可能造成闪络。由于线路电压等级不同,故障的特点也有所不同。对于500 kV电压等级的线路,鸟粪通道所占的空气间隙相对于
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整个绝缘子串比例较小,直接导致其余空气间隙闪络的概率较小。但是,如果绝缘子上己存有一定污秽,在潮湿气候的作用下,由于绝缘子串绝缘水平降低,放电可能沿着“鸟粪通道—粪道末端与绝缘子串间的空气间隙—绝缘子串表面”,这一通道形成。
鸟粪闪络是一种突发性事件,闪络前没有任何征兆,闪络时也很少为人所见,只能事后以鸟粪痕迹及闪络痕迹作为判断。由于鸟类大多在清晨排便,此时不仅是鸟类的高活跃期,同时又是气温较低、湿度较大的时段,此时最可能由鸟害引发接地故障。事实上,在鸟害引起的线路接地故障中,由鸟粪短接空气间隙造成的故障约占全部故障的90% 。
2、鸟粪污闪
在潮湿气候和雨雾作用下,当鸟粪染污绝缘子表面时,有可能形成沿绝缘子表面的闪络。一般来说,在十燥的情况下,鸟粪并不会明显降低绝缘子的闪络电压,而在潮湿的状态下闪络电压与鸟粪的电导率污秽面积、污秽路径等有关。一般来说,如果鸟粪形成长路径的贯穿性污染则有可能造成污闪。
由于鸟类的活动受季节的影响很大,所以线路的鸟害故障也带有明显的季节性,冬春两季是鸟害故障的多发期,不同的鸟类有不同的栖息习性和环境要求,这就形成了鸟害故障的区域分布性。调查发现,大部分鸟害故障发生在丘陵、水川,附近有水塘无树林的地区,因为这些地区可为鸟类提供丰富的食物。鸟害引起的接地故障500 kV线路也时有发生,但比例较小。对于端部装有均压环的合成绝缘子,如果均压环之间的垂直空气间隙较小,则出现鸟害故障的可能性相应增大。直线杆塔接地故障是鸟粪短接横担与导线间的空气间隙,可能会在横担、导线、绝缘子串及部分金具上留下烧伤痕迹。耐张杆塔接地故障是鸟粪短接横担与引流线间的空气间隙,可能会在横担下方及引流线上留下烧伤痕迹。由鸟排泄粪便及鸟筑巢所引起的鸟害故障,一般属线路瞬间故障,线路的重合闸大都能成功。
5.4防治措施
对鸟害故障的技术措施一般有防、驱两种方式。在防止鸟粪形成放电通道方面,采取的技术措施有:(1)采用大盘径绝缘子;(2)加装防鸟粪挡板;(3)安装防鸟罩;(4)安装防鸟网;(5)安装鸟刺;(6)安装感应电极板。在绝缘子串靠横担处加装一片或在绝缘子串中间各安装多片大盘径绝缘子,可起到防鸟害、防冰闪及增强防污能力的综合作用。该法可减少由鸟害造成线路故障的概率,但不能完全预防,原因是鸟粪主要通过短接空气间隙造成闪络,而采用大盘径绝缘子只能适当增长放电路径。一般来说,盘径越大,放电路径增长越多,但如果鸟粪短接的空气间隙较长,仍可能造成线路的闪络故障。
在驱鸟方式中,采用的装置主要有:(1)惊鸟装置(在杆顶部涂刷红漆、挂闪光塑料带、挂小红旗、安装风铃、反光镜等);(2)风车式驱鸟器;(3)恐怖眼式惊鸟牌;(4)声光驱鸟装置;(5)脉冲电击式驱鸟装置;(6)超声波驱鸟器。
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第6章 襄樊地区特高压线路污闪故障分析
6.1樊白一回故障跳闸
2005年元月24日晨,500KV樊白一回B相于24日05时24故障,重合闸未动作,三相跳闸。樊城变测距故障点范围为31kM,具体对应线路运行塔号为#78、#79。
图6.1 樊白一回#84塔附近的雾凇及大雾情况
24日上午当地为低温、大雾天气(图6.1),能见度仅有30—40米,分局巡视人员只能沿线路的导线下方摸索搜寻铁塔,巡视速度很慢,巡视范围#41——#116;同时在采取可靠措施的情况下,进行重点登杆检查,检查范围#70——#94。
中午约1点钟,登杆检查人员发现#84塔左相(B相)的导线#3子导线上、绝缘子串、塔身绝缘子挂点附近有很多放电烧伤痕迹(图6.2~6.4),绝缘子表面有多片放电严重烧伤至玻璃表面爆裂一层碎片,因此确定此处即为故障点。
图6.2 樊白一回#84塔左相绝缘子放电烧伤情况(玻璃表面爆裂、有冰)
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图6.3樊白一回#84塔左相横担侧、导线上放电烧伤情况
图6.4 樊白一回#84塔左相#子导线放电点情况
图6.5 樊白一回#84塔新旧绝缘子对比情况
#84塔为ZN-30型号,发现时绝缘子上有积冰和浓雾珠缓缓流动,塔上有冰厚度约3mm。经分局申请,在24日下午对该串绝缘子进行了更换,全部更换为塞迪维尔
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FC-160P大爬距玻璃绝缘子。 #84塔位于丘陵耕地,地势较平坦。架空地线绝缘,分多点接地。5——10km外有较多化工厂、水泥制品厂、砖瓦厂、铸造厂等重污染源。图6.5中的新旧绝缘子对比可以说明绝缘子污秽情况。
#84塔绝缘子为南京厂玻璃绝缘子,配置为14片LXY3-160+14片LXHY3-160,现场取回3片(第1、13、28片)绝缘子进行复盐密度测量,结果分别是0.218、0.215、0.175mg/cm2,平均值0.203 mg/cm2,已经是3级污秽区上限,4级污秽区下限值;而该塔的绝缘爬距比为2.32kV/cm。该塔绝缘子上一次清扫时间是2004年4月13日。
从现场调查情况看,当地从23日晚开始有寒潮降温,形成大雾天气,直至24日晚仍然有较严重的浓雾。我们初步分析认为故障跳闸是这样形成的:由于#84塔位于重污秽区的边缘,绝缘子表面沉积了大量的以化工、水泥粉尘为主要物质的导电污秽层,在24日凌晨,由于大雾、低温天气,持续作用的结果使得绝缘子上的积污被充分浸润,表面电导增大,泄漏电流增大而产生局部放电,而温度又不是很低,形成绝缘子上、下表面处于冰、水混合状态,并形成污秽物的缓慢流动,最终形成一个污秽物夹杂水分的通道,在运行电压的作用下,局部放电持续发展,最终形成绝缘子沿面闪络,引起线路跳闸。因为是绝缘子沿面瞬间击穿,绝缘子在击穿后恢复绝缘。
6.2 污闪跳闸原因分析
1、电网设备外绝缘设计水平偏低
在设计、基建阶段确定输变电设备外绝缘配置时,不少地区缺乏全面的环境污染和气候数据,一旦遇上恶劣气候和环境污染高峰期,就暴露出污区等级划分偏低,输变电设备绝缘配置水平不足,电网抗污闪能力较弱的问题。另外,尽竹有一部分线路开展过调爬,但外绝缘水平的增加仍低于所在区域防污闪的要求。对于部分因杆塔间距的限制无法增加爬距的线路,没有采用防污闪性能好的合成绝缘子。
2、大气污染和高湿气候共同作用
发生污闪的必要条件之一是绝缘子表面出现足够的脏污,高污闪期一般为冬春之间,因这段时期雨水少,绝缘子无法自然清洗,且冬季为采暖期,十旱期,大气污染程度加剧,有的污闪事故中发现的一个重要现象是污闪后的盐密测量值较污闪前不久的测量值有明显增加,说明高湿度和大气环境污染产生的湿沉降使绝缘子表面出现了急速积污,这一急速积污和绝缘子上己有的污秽共同作用导致了污闪。
3、运行维护
在污闪事故中,曾发生瓷绝缘子钢帽炸裂引起的掉线,说明线路中存有劣质绝缘子,劣质绝缘子一是来源于基建中的验收把关不严,一是来源于长期运行中绝缘子逐步暴露出来的缺陷。劣质绝缘子的存在降低了绝缘子串的污耐压绝缘水平,因此在运行维护中必须加强检测并及时更换。另外,线路运行维护的一个重要方面是污秽清扫,由于输电线路量多面广,而目清扫劳动强度大,按目前的人力物力配置,在许多地区清扫质量和数量难以落实。然而,污区的等级划分及污耐压绝缘是按一年一次清扫来配置的,如果污秽清扫没有落实,而绝缘配置又没有增加,相当于减弱了电网抗污闪
的能力。
6. 3防治措施
1、在污秽较重的区域积极采用合成绝缘子,在需调爬而因杆塔间隙限制己无法
增加爬距的线路改用合成绝缘子,在需调爬的线路上加装耐污性能好且自洁性好的防污型绝缘子。
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