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1、浅析风电场35kV集电线路故障及防范措施【摘要】为保障风电场的风机利用率和发电效率，风电场的集电线路的运行 状态至关重要。集电线路作为电场设备的重要部分之一，由于其运行环境的变化 和日久老化等问题，往往会暴露出一些运行过程中的问题。为排除集电线路隐患， 有效防治其运行过程中所存在的常见问题，本文就风电场35kV集电线路的结构、 隐患及对策进行分析。【关键词】：风电场、集电线路、故障防治引言：在我国新能源政策的积极推动下，近些年我国的风电及光伏电站等发 电行业建设突飞猛进。由于风电场的运行环境受自然条件的影响，并且随着设备 的运行时间而损耗、老化，给风电场的集电线路的稳定运行带来的诸多不确定性
2、因素。为确保风电设备的稳定运行、积极响应国家新能源的发展建设，做好风电 场集电线路的维护防治工作是尤为重要的。必须及时排除隐患、做好维护工作， 才能够更好助力我国风电场建设的发展。一、风电场集电线路的结构分析我国的风电场集电线路的组成结构涉及接地工程、杆塔工程、架线工程等多 个工程领域。虽说风电场的集电线路结构较变电设备而言相对结构较为单一，构 成相对简单。但其各部分构件的功能与作用各不相同，在相互配合的运行过程中 仍不免会产生故障。为确保能够迅速排查集电线路所发生的故障原因，并及时采 取治理措施，就要对其结构和功能有一定的认识。风电场集电线路主要由杆塔、架线工程、绝缘子、金具和接地装置等部分
3、组 成。常见的杆塔类型分为四种，分别为耐张杆塔、转角杆塔、终端杆塔和直线杆 塔，材质以钢筋混凝土居多。35kV的集电线路需要应用钢芯铝绞线材质的导地线 来作为承载电流的导线和用于避雷地线。根据结构特点和运行要求，通常以单根 地线来承担集电线路的防雷工作。场内绝缘子的作用是为了使导线与杆塔进行隔 离，确保其间的绝缘性进而保障电场的运行安全。对于风电场而言，绝缘子通常 为玻璃钢化材质或资质绝缘子。复合绝缘子则较少作为集电线路的线路绝缘元件 而应用于风电场。金具能够起到支撑的作用，还能够将连接导线、绝缘子以及各 线路之间进行连接。金具部件也有不同的分类与功能，比如防护金具的功能是防 振和均压，保障集
4、电线路的稳固抗压；连接金具则起到连接作用，用于绝缘子等 部件的连接功能。此外，为了保障杆塔不发生倾倒、保障其运行时的稳定性。需 要构建塔杆基础来将塔杆牢固的固定到地面上。并采取现浇混凝土的方式进行加 固处理。二、集电线路的现状及隐患分析（一）风电场集电线路运行现状风电场建设在环境条件较为恶劣的地区，沿海山地风电场面临地理环境复杂、 地形多变、易受腐蚀、雷电活动较多且常伴随台风的威胁等等环境负面因素的影 响。风电场的集电线路容易被雷击破坏，也容易因为海边潮湿和环境尘埃、盐雾 的腐蚀作用而发生意外状况。我国目前投入运行的户外杆塔通常以35kV的塔型为主，也有应用110kV大 档距的杆塔。投入建设风
5、电场集电线路时，设计方案应充分考量防雷及接地保护 的标准要求。35kV杆塔的地线保护角不应大于25，地线间的水平距离也需加 以考量，以小于导线和地线间垂直距离的5倍为准。（二）集电线路常见故障及问题原因我国35kV的集电线路曾发生多起跳闸故障。一旦发生跳闸，无疑会给风电 场的安全生产造成影响，如果不能及时排查事故的发生原因并采取治理措施就会 给风电场的经济带来巨大的损失。集电线路中的避雷器和绝缘子是故障发生频率 较高的部分。我国风电场因避雷器故障引发的线路跳闸事件屡见不鲜，也曾有避 雷器部分发生爆裂的情况。避雷器发生爆裂，在进行故障排查时比较容易被觉察， 并且一般只需要将避雷器进行更换检查后即
6、可恢复送电。有的故障是避雷器本身 的质量问题而导致的。例如避雷器的密封组件不合格，导致避雷器内部严重受潮， 一旦遭受雷暴天气是非常容易被雷击破坏的。同样，较强的雷暴天气对于绝缘子 来说也面临着挑战。我国某风电场就曾发生过两起因强雷暴对流天气而造成的集 电线路故障、跳闸的事件。发生事故时通过对杆塔、避雷器、导线等部件进行排 查时均未发现异常，随后恢复送电后线路运行也并未出现异常。最后通过结合检 修，在分别对两组集电线路设备开展进一步检查工作时才发现了绝缘子表面因放 电闪络而出现的痕迹，判断是因强雷暴而导致绝缘子发生了故障而导致了跳闸事 件。为保障风电场运转的安全性，将受雷暴影响产生了放电闪络痕迹
7、的绝缘子进 行更换，更换后经检查送电无误，集电线路恢复正常运转。在部分地区，由于地形地貌的特殊性。如果在电场建设时疏于考虑，为将当 地雷电状况和所需跨越山谷的大档距线路面临的风偏现象等充分进行设计考量。 建设时将其按照常规方案进行，一经投入使用不免容易遭受雷暴、强风天气的影 响。除了恶劣环境给集电线路所带来的负面影响以外，如果接地电阻不合格或是 设备安装出现问题也会导致集电线路发生故障。三、集电线路治理对策分析（一）严把质量关，强化质量验收从电场设计方案之初，应当切实进行实地考察、环境条件考察工作。并对电 场建设所需材料的品质工艺进行严格的审核验收，避免因部件本身品质问题而影 响整个电场的运转
8、。在进行线路杆塔施工作业时，需确保杆塔基础建设的牢固性。 使用钢筋混凝土进行加固建设，应对杆塔后期可能发生倾斜、裂缝甚至倒塔的状 况。接地线路、绝缘子线路等在进行连接时要接实，排除因部分线路虚接而产生 的安全隐患。还有防雷设备、各项金具等等，在完成建设工程后应当进行严格细 致的质量验收工作。尽可能将潜在的危险扼杀在摇篮。（二）强化技术人员技能培训，定期开展巡检工作由于工作环境的特殊性，电场维护技术工作人员通常面临着较高的危险性。 环境恶劣、高空作业、触电风险等等因素严重影响着工作人员的生命安全，因此 需要要对技术人员进行足够的技能培训。确保他们面对种种特殊状况时能够保持 清楚的判断，一方面确保
9、自身工作安全，另一方面能够针对出现的状况及时开展 排查工作和维护措施。对于风电场集电线路而言，技术人员每年至少应当进行一 次登塔巡检工作。对绝缘子、避雷器等设备进行维护清洁工作。防止设备表面的 污物诱发闪络，并尽量降低环境对设备的腐蚀作用。定期对集电线路进行红外热 成像测试，有效排查设备的运行状态。(三) 进行技术改造，提升设备安全性根据集电线路的状况，对于其中较为容易发生故障的部分进行技术改良能够 显著提升设备的安全性。比如通过检查发现原有采用3片串联瓷绝缘子杆塔跳线 存在技术缺陷，在强雷暴环境下容易被击穿而故障。并且对于沿海地区盐雾的耐 腐蚀性也差强人意，一旦设备表面受到腐蚀、污物粘附会显著降低其绝缘能力。 通过将35kV杆塔绝缘子改良为66kV等级复合绝缘子就能够起到更好的效果。风电建设已然成为我国能源建设的重要工程。集电线路的安全稳定关乎风电 场的安全生产并直接影响着企业的经济效益。通过有效的治理手段，改善集电线 路的运行品质具有重要现实意义。【参考文献】：1邓渝亭，陈亮.风电场集电线路防雷保护的研究.电气技术， 2016 (6)： 167-169.2肖衍.谈风电场集电线路雷击故障及预防措施J.电力科技， 2018 (3)： 249.3苏宏涛.风电场集电线路故障原因及预控措施J.科学家，2017 (15)： 67-68.
