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输电线路的外绝缘问题主要取决于绝缘子, 雷击、冰灾、鸟害、污闪、风偏等因素
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输电线路外绝缘事故分析

December 17, 2015 • Cable Accessories / 电缆附件, Prof. Guan Zhicheng, 最近文章汇总

气象条件、鸟类活动、树木生长以及人类活动都对输电线路外绝缘的安全有影响, 特别是恶劣气象条件危害更大, 对输电线路安全运行威胁最大的气象条件主要有雷 电、覆冰、强风以及容易使绝缘子表面污秽饱和受潮的气候条件, 例如浓雾、凝露、 毛毛雨等。 雷电引起的过电压会造成输电线路绝缘子沿面闪络或空气间隙击穿, 进而造成输电线 路跳闸, 跳闸后继电保护动作, 断路器会重合闸, 雷击跳闸后重合闸的成功率很高, 如 果重合闸成功, 对电力系统安全运行的危害程度并不大。 覆冰会使绝缘子的电气强度降低, 在运行电压下就可能发生绝缘子沿面闪络, 称作冰 闪, 导线融冰时的脱冰跳跃以及由覆冰和风协同造成的导线舞动, 会导致空气间隙击 穿, 严重覆冰还会造成导线断线、杆塔倒塌, 会造成长时间、大面积停电。 强风会造成导线摆动, 缩短导线和杆塔间的空气间隙, 造成间隙击穿, 这类事故称作风 偏。强风还会造成复合绝缘子的伞裙撕裂。 绝缘子在长期运行中表面不可避免会积污, 在工业区、公路沿线、海边等区域绝缘子 的积污会比较严重, 在雾、露、毛毛雨等气象条件下绝缘子表面的污层会饱和受潮, 污层中的盐类会溶于水中, 在绝缘子表面形成导电通路, 绝缘子的绝缘强度会大大降 低, 在运行电压下就会发生闪络, 一般称这种条件下的闪络为污闪。在污闪条件下同 一地区绝缘子的绝缘强度普遍降低, 污闪跳闸后的重合闸往往不会成功, 会造成长时 间、大面积停电。 高海拔地区由于空气稀薄, 气压低, 空气间隙的耐电强度降低, 绝缘子的污闪电压和 冰闪电压也随海拔的升高而降低, 因此在高海拔地区的输电线路要加强绝缘配置, 留 有足够绝缘裕度。 上面讨论的是气象、地理、环境条件对输电线路外绝缘的影响, 树竹生长、鸟类以及 人类活动也会对输电线路的安全运行造成很大影响, 比较典型的有输电线路下方树 木、竹子的生长, 若不能及时修剪, 会缩小导线对地的绝缘距离, 造成空气间隙放电, 21世纪初美、加大停电事故的最初起因就是由导线对树木放电引起的。鸟类活动对 输电线路外绝缘的影响主要是大鸟在绝缘子上方排便, 下落的 粪便相当于导线缩短了空气间隙, 畸变了电场, 造成空气间隙 击穿。人类活动对输电线路外绝缘危害最大的是在输电线路 附近施工, 特别是吊车的危害最大, 此外还有风筝、气球等漂 浮物造成的输电线路上的异物悬挂, 人类活动引发的山火也会 造成输电线路跳闸。 综上所述, 对输电线路外绝缘危害的因素有很多, 有些是恶劣自 然条件的影响问题, 需我们采取技术措施应对, 有些是我们需加 强管理和维护的问题。上述各种因素的危害严重程度一方面和 各地区的自然气象条件有关, 另方面也和人们的重视程度有关, 例如在中国污闪事故曾是对输电线路外绝缘的头号威胁, 由于 运行、设计、制造以及大专院校和科研部门重视, 积极采取各 种防污闪措施, 特别是硅橡胶复合绝缘子和防污闪涂料的普遍 应用, 使污闪事故大为降低。 近20年来中国的发电装机和电网建设保持着较快的发展速度, 特别是±800kV直流特 高压输电线路和1000kV交流特高压输电线路的建设, 对中国输电线路整体的建设和技 术水平的提升起到积极促进作用, 然而雷击、覆冰、污闪、风偏等气候环境因素以及 树木、鸟害、山火和外力破坏等因素仍威胁着电力系统的安全运行。 据统计, 2012年中国66kV及以上输电线路跳闸率为0.522次/百公里·年, 故障停运率 为0.08次/百公里·年。导致线路跳闸的主要原因依次为:雷击 (占59.9%)、外力破 坏 (占19.8%)、冰害 (占5%)、鸟害 (占4%)、风偏 (占4%), 污闪引起的跳闸仅11次 (占 0.25%)。线路跳闸情况和季节有关, 6-8月为雷电活动的高峰期, 造成线路雷击跳闸次 数增加;该时段也是台风天气多发时期, 造成线路风偏跳闸也较多。 线路跳闸往往能重合成功, 若重合不成功, 会造成故障停运事故, 据统计, 造成故障停 运的主要原因依次为:外力破坏 (占40.6%)、冰害 (占25.9%)、雷击 (占12.6%)、风偏 (占10.6%)。雷击和鸟害的重合闸成功率高, 可达90%以上。雷击引起线路跳闸排序第 一, 然而雷击引起故障停运排序降到第三。外力破坏、冰害、风偏等因素在引起故障 停运中作用突出。 输电线路的外绝缘问题主要取决于绝缘子, 雷击、冰灾、鸟害、污闪、风偏等因素对 输电线路安全运行的危害方式是不同的, 人们所能采用的的技术应对措施也不同, 为降 低上述各类灾害所造成的损失, 对绝缘子有相对应的不同特殊需求。下期的专栏内容 将分别讨论应对上述各类灾害所采取的措施及成效。
关志成教授 清华大学深圳研究生院
guanzc@tsinghua.edu.cn 输电线路的外绝缘问题主要取决于绝缘子, 雷击、冰灾、鸟害、污闪、风偏等因素 输电线路 输电线路外绝缘事故分析 accident analys

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