220kV變電站架空地線金具溫度異常原因分析與處理措施

1、220kV變電站架空地線金具溫度異常原因分析與處理措施 220kV變電站架空地線金具溫度異常原因分析與處理措施 【摘 要】本文章對(duì)在日常變電設(shè)備檢修測溫工作中發(fā)現(xiàn)的220kV架空地線的金具存在溫度異常的現(xiàn)象進(jìn)行跟蹤檢查，最終對(duì)存在溫度異常升高的現(xiàn)象進(jìn)行分析總結(jié)，并將此異常現(xiàn)象根本消除，保證電網(wǎng)的可靠平安運(yùn)行。其中，主要論述了金具溫度異常出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析、總結(jié)，并針對(duì)主要原因采取措施解決，并消除異常。 【關(guān)鍵詞】架空地線 金具 溫度異常 【Abstract】The article in the daily work of substation equipment maintenance tem

2、perature 220kV overhead ground wire found in the existence of gold with the phenomenon of temperature anomalies follow-up examination， and ultimately the existence of the phenomenon of elevated temperature anomalies analyzed and summarized， and simply eliminate this anomaly ensure the safe operation

3、 of a reliable power grid. Among them， the paper discusses the gold anomaly has arisen due to a temperature analysis， summarized， and the main reason for taking steps to address and eliminate the exception. 【Key words】Overhead ground wire Fittings Temperature anomaly 2021年7月份，我檢修工區(qū)試驗(yàn)班在對(duì)220kV某變電站架空地線

4、金具進(jìn)行紅外測溫時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度異常，并對(duì)其進(jìn)行了長達(dá)2年的跟蹤測溫。 1 異常現(xiàn)象描述 此220kV變電站的220kV川峪II線與220kV川峪I線同桿架設(shè)，川峪II線架空地線金具與變電站地網(wǎng)連接于220kV變電站高壓室東外墻。 2021年7月至2021年11月期間，從川峪II線架空地線接地金具紅外測溫圖片中可看出其發(fā)熱溫度最高可達(dá)116，最低為13.4。上午、下午、晚上三個(gè)時(shí)間段均有發(fā)熱現(xiàn)象。 2021年11月9日對(duì)川峪II線架空地線金具進(jìn)行兩個(gè)方位的溫度測量，從最后一次測溫情況看，該金具發(fā)熱情況有所好轉(zhuǎn)，在11月22日凌晨1：00至2：00期間再次對(duì)其進(jìn)行紅外測溫，其溫度已經(jīng)恢復(fù)正常，由于與周

5、圍環(huán)境溫度一致，故無法拍攝清析紅外熱圖。 2 溫度異常產(chǎn)生原因分析 2.1 環(huán)流作用 隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速開展，線路通道所需的土地本錢不斷增加，為有效減少線路通道及建設(shè)費(fèi)用，同桿并架雙回線路甚至是多回線路的應(yīng)用已經(jīng)越來越普遍。正如文章開頭介紹的，220kV川峪II線與220kV川峪I線為同桿架設(shè)。因線路間的電磁耦合，架空地線上將會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓與感應(yīng)電流，如果某一時(shí)刻感應(yīng)電流通過架空線路接入變電站內(nèi)地網(wǎng)，地網(wǎng)不能被視作理想電極，電流不會(huì)在瞬間瀉入大地，而是帶有延時(shí)的暫態(tài)變化過程。如果考慮地網(wǎng)結(jié)構(gòu)與土壤、墻壁電阻率的影響，地網(wǎng)可視為一個(gè)等效的“地回路，當(dāng)川峪II線架空線路與地網(wǎng)相連時(shí)，架空線路與地網(wǎng)

6、就形成了一個(gè)等效的回路，回路中有感應(yīng)電流流過。 Ca、Cb、Cc和MA、MB、MC分別為運(yùn)行線路A、B、C三相與架空線路互電容與互電感。設(shè)L為架空線路電感，當(dāng)架空地線兩端都接地時(shí)，兩端電壓U1=U2=0，那么地線中感應(yīng)電流為：I=-/L，其中IA、IB、IC分別運(yùn)行線路三相電流。 架空地線的首末兩端均接地，感應(yīng)電流的電磁感應(yīng)分量起決定性作用，感應(yīng)電流的電磁感應(yīng)分量與回路間互感成正比。川峪II線有兩根架空地線，與帶電線路所呈不同角度，也就是說兩根地線與運(yùn)行線路間互感不同，感應(yīng)電流的大小不同。根據(jù)上面的分析，兩根地線通過“地回路會(huì)產(chǎn)生環(huán)流。 2.2 金具磨損 川峪II線兩根架空地線位置對(duì)于運(yùn)行線路

7、差異不大，高度相近。而另一條架空地線沒有出現(xiàn)發(fā)熱的情況。所以，感應(yīng)環(huán)流大并不是使金具發(fā)熱的唯一原因。 此220kV變電站的地理位置特殊，位于山丘之上，平時(shí)站內(nèi)風(fēng)級(jí)可達(dá)67級(jí)。在長期的風(fēng)力作用下，架空地線部件極易磨損，最常見的磨損發(fā)生在地處風(fēng)口且垂直及水平檔距較大的220kV直線塔架空地線U形螺絲式懸垂線夾，也就是報(bào)告中指出的發(fā)熱金具。川峪II線架空地線U形懸垂線夾恰巧位于風(fēng)口出，并且與垂直角度大于60。 對(duì)該架空地線進(jìn)行停電檢修時(shí)，撤除該懸垂線夾，并對(duì)墻上與地網(wǎng)連接的U形環(huán)進(jìn)行接地導(dǎo)通試驗(yàn)，測得接地電阻為2.5m，符合規(guī)程要求，所以排除地網(wǎng)接觸不良造成發(fā)熱。拆下來的U形環(huán)主要受力點(diǎn)已經(jīng)出現(xiàn)了明

8、顯的磨損。 2.3 電化學(xué)腐蝕 此變電站附近有水泥廠，該站處于中度污穢地區(qū)，U形金具在大氣中受水分、化學(xué)氣體、鹽類物質(zhì)的作用會(huì)發(fā)生腐蝕，其腐蝕形態(tài)分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，并以電化學(xué)腐蝕為主，首先是從金具外表開始腐蝕。 架空地線上長期通有一定的感應(yīng)電流。當(dāng)金屬外表存在腐蝕介質(zhì)時(shí)，在電流作用下會(huì)與金屬構(gòu)件發(fā)生電化學(xué)腐蝕反響。電化學(xué)腐蝕的速率與金具單位面積上的泄漏電流密度有關(guān)，腐蝕過程釋放的能量與電流的大小成正比。 同時(shí)，當(dāng)?shù)鼐€上電流較大時(shí)，如果線夾連接受風(fēng)力影響，出現(xiàn)松動(dòng)或磨損導(dǎo)致接觸面減小，連接處的空氣間隙就有可能被電離造成電弧燃燒。在電弧燒熔階段，假設(shè)溫升超過導(dǎo)體的熔點(diǎn)，就會(huì)產(chǎn)生亮點(diǎn)、發(fā)紅等

9、現(xiàn)象。 從紅色標(biāo)記處，可以看出發(fā)生過電弧燒熔現(xiàn)象，應(yīng)該是發(fā)生在磨損過程中，接觸面最小的時(shí)候，當(dāng)接觸面穩(wěn)定之后，電弧燒熔現(xiàn)象也隨之消失。 綜上所述，該金具發(fā)熱原因應(yīng)該是由三方面原因造成的：架空地線之間的感應(yīng)環(huán)流；金具磨損；電化學(xué)腐蝕。 3 處理方法與效果檢查 針對(duì)以上原因分析，因兩條兩條出線為同塔架設(shè)，兩條架空地線在進(jìn)站鐵塔處交匯一點(diǎn)的特殊布置形式，我們將該架空地線接地點(diǎn)金具撤除，更換為絕緣瓷瓶，這樣取消了該地線的接地效果，只利用另一根地線接地，這樣既保證了架空地線的可靠連接，又防止了兩根地線感應(yīng)電壓電路不同而產(chǎn)生環(huán)流的可能，因此從主觀上消除了發(fā)熱的可能。 之后我工區(qū)又對(duì)川峪II線的兩條架空線路

10、進(jìn)行了三次紅外測溫跟蹤監(jiān)測，溫度正常，無發(fā)熱現(xiàn)象。 4 防范措施 4.1 加強(qiáng)對(duì)地處風(fēng)力較大變電站架空地線的紅外測溫工作 目前，電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備，在運(yùn)行中會(huì)因?yàn)橥獠炕騼?nèi)部故障而引起其外表及內(nèi)部的溫度狀態(tài)發(fā)生異常，特別對(duì)于地處風(fēng)力較大的變電站，站內(nèi)設(shè)備金具磨損情況嚴(yán)重，通過監(jiān)視電氣設(shè)備的這種溫度狀態(tài)變化，可以對(duì)設(shè)備的故障情況做出判斷。電力系統(tǒng)采用的紅外測溫技術(shù)就是根據(jù)這個(gè)原理開展起來的，與傳統(tǒng)的預(yù)防性試驗(yàn)和離線診斷相比，具有不接觸、不停電、不解體的優(yōu)勢，可實(shí)現(xiàn)大面積快速掃描成像且狀態(tài)顯示快捷、靈敏、形象、直觀，成為電氣設(shè)備平安檢測的一種重要手段，也是解決以上相關(guān)因金具之間接觸出現(xiàn)發(fā)熱問題的便

11、捷途徑。 4.2 選擇耐腐蝕、耐磨程度高的金具 目前使用的金具材料一般采用鑄鐵和鍛壓鋼，連接處的干摩擦、線夾上存在鐵銹，加雨水的銹蝕，將加速金具的磨損。風(fēng)力作用下線夾掛板受扭轉(zhuǎn)作用而不能自持平衡，承壓面減小使掛板磨損加劇。 在金具材料性能的選用上，應(yīng)選用耐磨損程度高、抗氧化、耐酸雨、耐腐蝕的金具。其中，可以采用耐磨堆焊形成防磨層，減輕前期的磨損。新型材料的選用特別對(duì)于接觸面隨著間隙放電和氧化、銹蝕、氧化膜的破裂等現(xiàn)象有著更好減落作用。還可以對(duì)掛板或耳軸進(jìn)行碳氮共滲低溫回?zé)霟崽幚恚纱蠓鶞p少金具的磨損。 4.3 改變金具連接方式，采用雙聯(lián)，由單個(gè)線夾承力變成兩個(gè)線夾共同承當(dāng)受力 該做法的優(yōu)點(diǎn)是減

12、少了單個(gè)線夾的磨損，且部件較多，耗能位置也多，可減少關(guān)鍵部件的局部磨損。其中存在轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，U型環(huán)與墻體連接處受的彎矩較大，U型環(huán)與耐張線夾處的磨損依然存在，但相應(yīng)單個(gè)U行環(huán)的受力程度減輕。 4.4 選擇適宜的架空地線連接角度，同時(shí)到達(dá)減小感應(yīng)電流與受風(fēng)力影響小的目的 針對(duì)同桿架設(shè)的線路布置情況，通過改變兩條架空地線橫向排列為縱向排列，改變?cè)械碾姶艌龇植?，減少所受到的感應(yīng)電流的影響；通過架空地線連接角度的改變，不僅可以減弱感應(yīng)電流影響，同時(shí)減輕風(fēng)偏對(duì)架空地線連接金具磨損的影響，提高金具使用壽命，降低發(fā)熱溫度。 5 對(duì)策及建議 結(jié)合變電設(shè)備狀態(tài)檢修的開展，在對(duì)設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)參加地線金具檢查工程，加強(qiáng)對(duì)帶有掛接隱蔽部位的檢查，建立所轄地域的地線金具磨損臺(tái)賬，加強(qiáng)對(duì)易磨損地段變電站、塔號(hào)的定檢、定測，隨時(shí)掌握金具磨損速度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患并更換。積極開展耐磨金具的研究工作，提高線路平安運(yùn)行的可靠性。 6 結(jié)語 針對(duì)此次220 kV架空輸電線路地線金具嚴(yán)重磨損現(xiàn)象，分析了地線金具磨損原因，提出我們自身的處理解決方法及幾種改良防范措施，并對(duì)各項(xiàng)措施進(jìn)行分析，進(jìn)而對(duì)預(yù)防地線金具磨損的線路維護(hù)提出相關(guān)建議，僅供借鑒。 參考文獻(xiàn)： 【1】柴正云.對(duì)輸電線路接地技術(shù)的探討J.電力建設(shè)，2021. 【2】余力，李和國.架空輸