淺談輸電線路內(nèi)部故障分析及解決方案的研究
摘要：本文就如何提高工作人員找到線路故障點(diǎn)，如何有效地進(jìn)行輸電線路故障查找工作,并提出了絕對溫差判別法，并對高壓輸電線路缺陷情況進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞:輸電線路、故障分析、紅外檢測、解決方案
引言
電力企業(yè)把輸電線路視作整個(gè)系統(tǒng)動(dòng)脈，其運(yùn)行狀態(tài)直接決定電力系統(tǒng)的安全和效益，在華南、華中等地都曾經(jīng)發(fā)生過高壓架空線路掉線事故。為此，根據(jù)現(xiàn)場使用情況結(jié)合試驗(yàn)，提出了絕對溫差判別法，并對高壓輸電線路缺陷情況進(jìn)行了探討。
一、內(nèi)部故障分析
輸電線路常見事故多由設(shè)備過熱引起,電氣設(shè)備熱故障分外部熱故障和內(nèi)部熱故障。電氣設(shè)備內(nèi)部熱故障的特點(diǎn)是故障點(diǎn)密封在絕緣材料或金屬外殼中，如電纜，內(nèi)部熱故障一般都發(fā)熱時(shí)間長而且較穩(wěn)定，與故障點(diǎn)周圍導(dǎo)體或絕緣材料發(fā)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(shè)備（如電纜）的內(nèi)部故障。
由于發(fā)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(fā)熱故障。對于高壓架空輸電導(dǎo)線的發(fā)熱，《交流高壓電器在長期工作時(shí)的發(fā)熱》(gb763-90)和《高壓直流架空送電線路技術(shù)導(dǎo)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(fā)熱的國家標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)《電力金具通用技術(shù)條件》(gb2314-85)，電力金具的電氣接觸性能應(yīng)符合下列要求:
�、賹�(dǎo)線接續(xù)處兩端點(diǎn)之間的電阻，應(yīng)不大于同樣長度導(dǎo)線的電阻;
�、趯�(dǎo)線接續(xù)處的溫升應(yīng)不大于被接續(xù)導(dǎo)線的溫升;
③承受電氣負(fù)荷的所有金具，其載流量應(yīng)不小于被安裝導(dǎo)線的載流量。
二、紅外檢測辦法
《帶電設(shè)備紅外診斷技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則》對電流致熱型設(shè)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(guān)系，依托電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》(dl/t596)中對接觸電阻的規(guī)定，確定了分析電流致熱型設(shè)備熱缺陷的相對溫升判據(jù)。
根據(jù)上述規(guī)則，可以認(rèn)定在正常負(fù)荷運(yùn)行情況下，接續(xù)管、耐張線夾、調(diào)整板、二線聯(lián)板等處的溫度應(yīng)與直流輸電線路的導(dǎo)線相同或比它小，因此，可以取被檢測對象附近正常運(yùn)行導(dǎo)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(fā)熱點(diǎn)1m遠(yuǎn)的地方取導(dǎo)線或線路金具的溫度作參考溫度。
此時(shí)可采用絕對溫差法來判斷:取被測對象附近1m遠(yuǎn)的地方正常運(yùn)行的導(dǎo)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(jù)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(shí)，由于同向性，檢測距離、環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速等參數(shù)的不準(zhǔn)確性帶來的誤差也減小了。
結(jié)合近幾年的檢測經(jīng)驗(yàn)，按溫升的大小，可分為輕微、一般和嚴(yán)重三種。δt在10℃以內(nèi)理解為輕微故障;δt在10℃~20℃規(guī)定為一般故障;δt在20℃以上理解為嚴(yán)重故障。
電力系統(tǒng)現(xiàn)在普遍采用的是使用紅外測溫儀和紅外熱像儀進(jìn)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。該儀器特有的紅外溫度掃描技術(shù)，快速簡單查找隱患故障點(diǎn)，已被世界各地越來越多的電氣工程師采用。
三、高壓線路易發(fā)生缺陷部分及原因分析
根據(jù)大量紅外檢測結(jié)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?nèi)至堰B接導(dǎo)流板、跳線線夾、接續(xù)管等機(jī)械連接部分。統(tǒng)計(jì)近幾年來檢測到的外部熱故障的幾千個(gè)數(shù)據(jù)，可以看到線夾和刀閘觸頭的熱故障占整個(gè)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。
3.1造成過熱的原因
(1)氧化腐蝕。由于外部熱缺陷的導(dǎo)體接頭部位長期裸露在大氣中運(yùn)行，長年受到日曬、雨淋、風(fēng)塵結(jié)露及化學(xué)活性氣體的侵蝕，造成金屬導(dǎo)體接觸表面嚴(yán)重銹蝕或氧化，氧化層都會(huì)使金屬接觸面的電阻率增加幾十倍甚至上百倍;
(2)導(dǎo)線接頭松動(dòng)。導(dǎo)體連接部位在長期遭受機(jī)械震動(dòng)、抖動(dòng)或在風(fēng)力作用下擺動(dòng)，使導(dǎo)體壓接螺絲松動(dòng);
(3)安裝質(zhì)量差。a)如接頭緊固件未緊到位;b)安裝時(shí)緊固螺絲上下未放平墊圈或彈簧墊圈，受氣溫?zé)崦浝淇s的影響而松動(dòng);c)線夾與導(dǎo)線接續(xù)前未清刷，沒有涂電力復(fù)合脂，或復(fù)合脂封閉不好，使潮氣侵入造成氧化使接觸電阻變大而發(fā)熱;d)鋁導(dǎo)線與銅接點(diǎn)連接未加銅鋁過渡接頭;e)線夾結(jié)構(gòu)不好，導(dǎo)線在線夾端口受傷斷股;f)線夾大小與導(dǎo)線不配套，輸電線連接點(diǎn)前后截面及導(dǎo)流能力不匹配;g)線夾結(jié)構(gòu)造成的磁滯渦流損耗發(fā)熱。
3.2解決對策
(1)金具質(zhì)量。變電所母線及設(shè)備線夾金具，根據(jù)需要選用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，載流量及動(dòng)熱穩(wěn)定性能，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。特別是設(shè)備線夾，應(yīng)積極采用先進(jìn)的銅、鋁擴(kuò)散焊工藝的銅鋁過渡產(chǎn)品，堅(jiān)決杜絕偽劣產(chǎn)品入網(wǎng)運(yùn)行。
(2)防氧化。設(shè)備接頭的接觸表面要進(jìn)行防氧化處理，應(yīng)優(yōu)先采用電力復(fù)合脂(即導(dǎo)電膏)以代替?zhèn)鹘y(tǒng)常規(guī)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(yán)重不平的地方和毛刺銼掉，使接觸面平整光潔，但應(yīng)注意母線加工后的截面減少值:銅質(zhì)不超過原截面的3，鋁質(zhì)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(qū)，認(rèn)為連接螺栓擰的愈緊愈好，其實(shí)不然。因此進(jìn)行螺栓緊固時(shí)，螺栓不能擰得過緊，以彈簧墊圈壓平即可，有條件時(shí)，應(yīng)用力矩板手進(jìn)行緊固,以防壓力過大。
(5)工藝程序。制定連接點(diǎn)安裝的技術(shù)規(guī)范程序。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(xù)金具采用液壓后，故障率明顯下降。
(6)檢測措施。對于運(yùn)行設(shè)備，運(yùn)行值班人員要定期巡視連接頭發(fā)熱情況。有些連接點(diǎn)過熱可通過觀察來確定，比如運(yùn)行中過熱的連接點(diǎn)會(huì)失去金屬光澤，導(dǎo)體上連接點(diǎn)附近涂的色漆顏色加深等。
四、結(jié)束語
總之,輸電線路隨著紅外檢測技術(shù)的普及提高，出現(xiàn)了更先進(jìn)測試儀器，輸電線路故障的查找將會(huì)更加快速簡單，從而保障電力系統(tǒng)安全有效地運(yùn)行。
