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1、架空线路问题的解决方案1、 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视和故障检修相结合的模式。定期巡视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，避免了许多设备事故的发生。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
2、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，在这样的情况下，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，预测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
3、、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，通过强化带电检测项目的实施，及时准确的评价设备状态，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
4、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，必须具有导电性能好、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，加之铝和铜的价格差别较大，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，在跨越公路、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会，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
5、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、导线与地面及交叉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
6、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，
7、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。它与地线密切配合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
8、、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500 mm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，因为这些部位联络线密集，相间距离虽然能满足安全距离30 cm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，很容易发生相间短路，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，遇刮大风导线摆动，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
9、 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设备类型故障类型判断标准1变压器类变压器内部铁芯震动较大变压器内部铁芯部件松动或脱落2隔离开关隔离开关动静触头接触不良/腐蚀隔离开关动静触头接触不良/腐蚀导致产生局部放电 导线线鼻紧固螺丝腐蚀导线引下线断路器接头腐蚀放电3跌落式熔断器跌落保险下口腐蚀以及跌
10、落保险动静触头接触不良跌落保险下口腐蚀产生局部放电4导线类导线本体导线绝缘皮老化或破损导线对近距离低电位放电导线相间接触导线相间间距过近树障、异物等外部因素树枝（干）或树杈与接触导线树枝或树杈与导线间距过近导致放电5杆塔类巡视发现电线杆纵向裂纹电杆浇筑工艺6绝缘子类绝缘子表面污秽、破损、结露爬电绝缘子表面存在导电通道产生爬电绝缘子内部裂纹、破损爬电绝缘子内部产生裂纹形成导电通道局部放电巡视发现绝缘子破损绝缘子受外力破损巡视发现绝缘子倾斜绝缘子受力不均导致倾斜巡视发现绝缘子脱落绝缘子受外力脱落导线固定绑扎线散股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7横担、金具、拉线类T型线夹与
11、导线相间接触T型线夹与导线相间间距过近导致放电导线与金具相间接触导线引下线与金具间距过近并钩线夹松动并钩线夹松动导致放电导线与横担接触导线与横担接触进行放电巡视发现横担倾斜导线受力不均金具变形8防雷和接地装置避雷器表面污秽/损坏避雷器表面污秽绝缘距离不够导致放电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E、导线类导线与树枝距离过近、导线间
12、距离过近、导线绝缘皮破损或者腐蚀等引起的局部放电F、绝缘子类绝缘子破损、污秽引起的绝缘距离不够造成的击穿爬电等局放现象三、解决方案（超声波检测仪）3.1设备简介 简介：INNDS产生波设备是世界上第一款用于电力领域的专业超声波检测诊断设备，设备科徒步或乘车（车速30KM/h）可检测到电力设备因局部放电产生的超声波信号准确的诊断出缺陷的位置。NDSU2是世界上第一台专门用于配电领域的超声波检测设备，可在20mph的速度下检测。通过分析配电设备因故障放电而产生的超声波，确定配电设备的故障和位置。通过超声波接收器检测异常超声波信号，将其显示在LED显示屏上，并存储到设备中。产品优势：比起已有的检测方
13、法节省费用；专门用于诊断配网电力设备；确保作业者安全，提高检查效率；对缺陷设备定为、判断缺陷类型缺陷。技术优势：抗电磁干扰能力强；便于实现放电定位；适用范围广泛。技术缺点：对设备内部缺陷不敏感；受机械振动干扰较大；进行放电类型模式识别难度大以及范围小等。特点：超声波收集故障信号，可增强放大超声波信号：超声波具有方向性和直线型，可准确定位缺陷设备的位置；并且不受市 区内背景噪声的干扰影响。 应用：随着超声波局部放电检测技术研究的逐渐深入，在世界全国各地得到了推广。目前，GIS、变压器、开关柜、架空线路、等均有成熟的检测装置，在全国各地积累了大量的设备检测经验。3.2技术原理超声波传感器原理：超声
14、波传感器是将生源在北侧物体表面产生的机械振动转换为电信号，它的输出电压时表面位移波和他的响应函数的卷积。理想的传感器应该能同时测量样品表面位移或速度的纵向和横向分量。在整个频谱范围内（0100MHZ或更大）能将机械线性振动转变为电信号，并具有足够的灵敏度探测很小的位移。超声波传感器分为接触式和非接触式，原理相同。 接触式传感器 非接触式传感器超声波局部放电检测原理：电力设备内部产生局部放电信号的时候，会产生冲击的振动和声波。局部放电前放电点的周围电场应力、介质应力、粒子力处于相对平衡状态，局部放电是一种快速的电荷释放或移动的过程，这将导致电场应力、介质应力、粒子力失去原来的平衡状态而出现震荡变
15、化过程，机械应力与粒子力快速震荡，导致放电点周围介质振动现象，从而产生信号。 3.3设备的组成3.4设备的参数超声波传感器开放式超声波传感器灵敏度57dB频率：40.1Hz（共振频率）超声波检测范围0-140dB声波获取精度:1dB0.25dB超声波传感器参数频率范围：20-150Hz超声波传感器：0-140dB频率单位/声波单位:1Hz/1dB输出外插音频输出（8扬声器）存储接口存储功能：SD卡存储WAV录音文件存储时间：最大30秒接口：RS232（9600bps-8-N-1）显示界面和指示器显示：条形波状图显示内容：频率，分贝灵敏度指示图标：静音、报警、电池电量报警通知电池电量低，SD卡存储不足，按键提示音，当测得的分贝大于设定的报警值时报警尺寸200W*190L*70H（mm）重量主机：1.35K
