架空线路解决方案

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一、方案背景说明

1.1、方案设计背景

电网设备检修是电网企业运行的重要工作之一，是电力生产管理工作的重要组成部分，对提高设备健康水平，保证电网安全、可靠供电发挥了重要作用。电网架空线路设备检修采用定期巡查和故障检修相结合的模式。定期巡查模式建立在以往设备运行统计规律基础之上，在多年的生产实践中有效地保障了电网的安全运行，避免了大量设备事故的发生。

从20世界60、70年代沿用至今的检修模式是定期检修（TBM）这是一种以时间为基准的检修方式，其针对不同设备的事先确定的检修间隔周期，检修内容，检修工作量，定期在停电状态下对设备进行绝缘性能的检查性试验，在防止设备故障事故以及保证电力可靠性上起到了重要的作用，但是存在维修频繁、维修不足、维修过剩、盲目维修的问题。电网设备的规模迅速壮大，供电的连续性和可靠性的要求不断提高，需要维护的电力设备不断增多，电网的设备检修工作面临着严峻挑战，传统的检测方法不能满足和适应电网发展的需要，在这样的状况下，状态检修机制应运而生。状态检修（CBM）根据状态检测和诊断技术提供设备状态信息，综合采用先进的技术手段对设备的状态的健康和故障发展趋势给出一个评估来判断设备的异常，预计设备的近期可能发生的故障，在设备发生故障前检修，根据设备的状态制定检修和维护策略，提高设备的利用率，降低维修成本，提高检测水平，使电网运行更加可靠、安全、经济。

1.2、方案设计原因

国网正全力推进和建设以“带电检测〞为主的状态检修体系，通过加强带电检测项目的实施，及时确凿的评价设备状态，做到“应修必修〞，防止出现“过修、失修〞。通过对架空线路实行红外热成像、超声波局放检测，对架空线路的主要部件：导线和避雷线（架空地线）、杆塔、绝缘子、金具、杆塔基础、拉线和接地装置等进行故障排查，对架空线路存在的隐患做到防患于未然，减少跳闸停电次数，提升电网安全运行可靠性。

二、方案总体规划

2.1、架空线路设备功能结构

2.1.1、导线

导线是用来传导电流、输送电能的元件。架空裸导线一般每相一根，同时为了减少电晕损失和电晕干扰而采用相分裂导线，即每相采用两根及以上的导线。采用分裂导线能输送较大的电能，而且电能损耗少，有较好的防振性能。导线在运行中经常受各种自然条件的考验，必需具有导电性能好、机械强度高、质量轻、价格低、耐腐蚀性强等特性。由于我国铝的资源比铜丰富，加之铝和铜的价格区别较大，故几乎都采用钢芯铝绞线。每根导线在每一个档距内只准有一个接头，在跨越马路、河流、铁路、重要建筑、电力线和通信线等处，导线和避雷线均不得有接头。

2.1.2、避雷线

避雷线一般也采用钢芯铝绞线，且不与杆塔绝缘而是直接架设在杆塔顶部，并通过杆塔或接地引下线与接地装置连接。避雷线的作用是减少雷击导线的机遇，提高耐雷水平，减少雷击跳闸次数，保证线路安全送电。2.1.3、杆塔

杆塔是电杆和铁塔的总称。杆塔的用途是支持导线和避雷线，以使导线之间、导线与避雷线、导线与地面及交织跨越物之间保持一定的安全距离。2.1.4、绝缘子

绝缘子是一种隔电产品，一般是用电工陶瓷制成的，又叫瓷瓶。另外还有钢化玻璃制作玻璃绝缘子和用硅橡胶制作的合成绝缘子。绝缘子的用途是使导线之间以及导线和大地之间绝缘，保证线路具有可靠的电气绝缘强度，并用来固定导线，承受导线的垂直荷重和水平荷重。2.1.5、金具

金具在架空电力线路中，主要用于支持、固定和接续导线及绝缘子连接成串，亦用于保护导线和绝缘子。按金具的主要性能和用途，可分以下几类：

2.1.5.1、线夹类：线夹是用来握住导、地线的金具

2.1.5.2、联结金具类：联结金具主要用于将悬式绝缘子组装成串，并将绝缘子串连接、悬挂在杆塔横担上。

2.1.5.3、接续金具类：接续金具用于接续各种导线、避雷线的端头。2.1.5.4、保护金具类：保护金具分为机械和电气两类。机械类保护金具是为防止导、地线因振动而造成断股，电气类保护金具是为防止绝缘子因电压分布严重不均匀而过早损坏。机械类有防振锤、预绞丝护线条、重锤等；电气类金具有均压环、屏蔽环等。2.1.6、杆塔基础

架空电力线路杆塔的地下装置统称为基础。基础用于稳定杆塔，使杆塔不致因承受垂直荷载、水平荷载、事故断线张力和外力作用而上拔、下沉或倾倒。2.1.7、拉线

拉线用来平衡作用于杆塔的横向荷载和导线张力、可减少杆塔材料的消耗量，降低线路造价。2.1.8、接地装置

架空地线在导线的上方，它将通过每基杆塔的接地线或接地体与大地相连，当雷击地线时可迅速地将雷电流向大地中扩散，因此，输电线路的接地装置主要是泄导雷电流，降低杆塔顶电位，保护线路绝缘不致击穿闪络。它与地线密切协同对导线起到了屏蔽作用。接地体和接地线总称为接地装置。

2.2、架空线路设备常出现的问题

2.2.1单相接地故障

单相接地故障多发生在潮湿、多雨天气，是由于树障、配电线路上绝缘子单相击穿、导线接头处过负荷烧断或氧化腐蚀脱落、单相断线等诸多因素引起的。2.2.2短路故障原因A、外力破坏

外力破坏是线路事故的多发因素，外力破化事故占到线路事故的40%-50%B、雷击

空旷地带的绝缘线易被雷击而造成断线故障，从事故现场看，断线故障点大

多发生在绝缘支持点500mm以内，或者在耐张和支出搭接处。C、鸟害

鸟落到线路上、筑巢造成的相间短路，多发生在线路的T接杆、转角杆、隔离开关安装处，由于这些部位联络线密集，相间距离虽然能满足安全距离30cm的要求，但是安全距离裕量不够，鸟类在下落或起飞时翅膀展开，很简单发生相间短路，而且联络线密集也是鸟类筑巢的良好场所，筑巢的树枝、铁丝等，往往会引起相间短路。

D、线路、设备本身原因

导线弧垂过大，遇刮大风导线摇摆，易造成短路。另外线路、设备运行时间较长，绝缘性能下降，也会造成短路故障的发生。2.2.3断路故障原因A、外力破坏

车辆撞断电杆、超高车挂断导线、树木等异物砸断导线等造成断路。B、线路、设备本身原因

导线接头处接触不良或过负荷烧断跌落式熔断器，某些地区的配电变压器都是采用跌落式熔断器作保护，有时由于负荷电流大或接触不良，而烧毁触头；也有制造质量的问题，操作人员拉合不当用力过猛，而造成跌落式熔断器瓷体折断。

2.3、架空线路设备故障分类

序号12设备类型变压器类隔离开关故障类型变压器内部铁芯震动较大隔离开关动静触头接触不良/腐蚀导线线鼻紧固螺丝腐蚀跌落保险下口腐蚀以及跌落保险动静触头接触不良导线绝缘皮老化或破损导线相间接触判断标准变压器内部铁芯部件松动或脱落隔离开关动静触头接触不良/腐蚀导致产生局部放电导线引下线断路器接头腐蚀放电跌落保险下口腐蚀产生局部放电导线对近距离低电位放电导线相间间距过近3跌落式熔断器导线类导线本体4树障、异物树枝或树杈与导线间距过近导致树枝（干）或树杈与接触导线等外部因素放电杆塔类巡查发现电线杆纵向裂纹绝缘子表面污秽、破损、结露爬电绝缘子内部裂纹、破损爬电电杆浇筑工艺绝缘子表面存在导电通道产生爬电绝缘子内部产生裂纹形成导电通道局部放电绝缘子受外力破损绝缘子受力不均导致倾斜绝缘子受外力脱落导线固定帮扎线散股搭接至横担产生接地一次导线对绑扎线放电T型线夹与导线相间间距过近导致放电导线引下线与金具间距过近并钩线夹松动导致放电导线与横担接触进行放电导线受力不均金具变形避雷器表面污秽绝缘距离不够导致放电56绝缘子类巡查发现绝缘子破损巡查发现绝缘子倾斜巡查发现绝缘子脱落导线固定绑扎线散股T型线夹与导线相间接触7横担、金具、拉线类导线与金具相间接触并钩线夹松动导线与横担接触巡查发现横担倾斜8防雷和接地装置避雷器表面污秽/损坏

2.4、架空线路设备故障典型案例

A、跌落式熔断器类

跌落式熔断器下口腐蚀以及跌落式式熔断器动静触头接触不良，存在间隙导致有局放发生。

B、隔离开关类

隔离开关动静触头腐蚀，有间隙存在局部放电现象

C、金具类

引下线与金具距离过近，或者是并钩线夹松动等引起的局部放电

D、避雷器类

避雷器内部损坏，造成击穿，引起跳闸

安全6

线路巡查交通安全谨防交通事故行驶，行车中拨打、接听电话，乘车人员不与驾驶员交谈，不许大声喧哗，影响驾驶员驾驶；上车后检查车门是否关好，行车中不准头、手伸出车窗外。线路带电检测人员穿越马路、乡村道路时，要做到一站、二看、三通过，阻止横穿马路。

五.红外和超声波检测对比

超声波检测主要针对电气设备故障的局部放电，譬如高压绝缘子存在破损、裂纹而产生的局部放电或由于脏污产生的污闪，变压器高压套管或分接开关的绝缘劣化而产生的局部放电或闪络，高压母线或者开关设备内部电连接部位的局部放电或火花放电等都会产生超声波信号。而超声波高频短波的特性使得它很简单屏蔽掉环境噪声的干扰，并且具有很好的方向性——趋近于直线传播，因而可以在较远的检测距离确凿定位故障点。同时，它不会受天气变化和环境温度等的影响，保证了检测结果的客观性。鉴于以上优点，越来越多的科研单位和供电部门开始使用超声波技术作为带电检测的一种手段。

红外热成像技术是一种重要的无损检测评估手段，它所反映的热状态是设备运行的一个重要方面，热状态的变化的异常过热是设备运行状态的一个方面，热状态的变化和一场过热对确定设备的实际工作状态和判断设备运行可靠具有重要意义，该技术分电驴搞，显示多样化，可以联系检测物体表面的瞬态，便愈发选热区，热区形状，和热点分布，具有其他的带电检测无可比较的优越性。操作安全，灵敏度高，诊断速率高，但是影响因素颇多，天气阳光温度等等大量不可抗拒的因素。

六.配网检测的前景以及发展

过去长期预试验中已经逐步确立起来的试验，曾确保电气设备安全的运行发挥这巨大的作用，随着电力系统的快速发展，以往的检测已经不满足设备的检修标准，因此带电检测应运而生。

通过带电检测技术的应用，一方面可以提高预试验的有效性另一方面也可以适当放宽停电试验周期，发