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架空输电线路六大故障原因及相关防范措施解读(图文并茂共503页)（国电浙江金华电业局）.pdfDL/T 5092 《线路设计》110kV山区架空线路常规地线 保护角(图为钢筋混凝土电杆,地线挂点垂直于地芯 27
1959版 《过电压保护规程》
LY/T 3160-2019 单板干燥机节能监测方法9.0.10杆塔上地线对边导线的保护角,500kV送电线路宜采 用100～150。330kV送电线路及双地线的220kV送电线路 宜采用200左右.山区110kV单地线送电线路宜采用250左
架空地线保护角大小对比
★《交流电气装置过电压保护和绝缘配合设计规范》
小或零保护角的覆冰隐患
架空地线保护角计算及制造均按杆塔竖立在平地考虑. 事实上输电线路多沿山坡架设,因雷云垂直于地面,而杆 塔地线保护角悬挂点垂直于地芯,因此下山坡边相或下 山坡侧导线地线保护角与该杆塔所处山坡斜角之和(叠 加),DL/T620《过电压保护规程》附录C雷过电压计算中 C8绕击率的确定：山区线路绕击率约为平地线路的3倍 或相当于保护角增大80的情况
档距中央斜距S增大原因
架空线路运行中输送负荷因导线有电阻而发热,当环境 温度0℃覆冰工况时,架空地线等同环境温度,架空地线先 于导线覆冰且覆冰程度较导线严重的多,水平排列线路 地线覆冰后弧垂经常比导线弧垂低(地线与导线错开)36
地线对中相导线 零保护角，对上 相负保护角，两 者空间位置错开 但横向风吹易靠 近上相导线放电
GB50545新增零保护角
上相导线覆冰未脱落 弧垂比中相导线还低
国家电网生2004641 号预防输变电设备事故措 施第41条山区线路尽 量采用小保护角，在坡度 较大地区宜采用负保护角 设计在采用小保护角时应 考虑加大S间距。 水平排列大保护角地线覆 冰后弧垂往往低于导线. 保护角小后地线覆冰对上 4 相导线接近放电跳闸．41
車发性线路覆冰跳闸事敌
路冰冻灾害，涉及宁波、台州、丽水、金华四个地区，共 造成24条110kV及以上线路发生故障跳闸其中500kV线路 3条，220kV线路20条，110kV线路1条．宁波地区电网受灾 最严重，共计500kV线路2条，220kV线路15条，110kV线路1 条计18条线路冰灾跳闸，占故障线路总条数75%；台州3条 丽水2条220kV；金华1条500kV线路故障跳闸，分别占线路 故障总数的12.5%.8.3%，4.2% 多数为同塔并架双回路或架空地线小保护角线路2010
路冰冻灾害，涉及宁波、台州、丽水、金华四个地区，共 造成24条110kV及以上线路发生故障跳闸其中500kV线路 3条，220kV线路20条，110kV线路1条．宁波地区电网受灾 最严重，共计500kV线路2条，220kV线路15条，110kV线路1 条计18条线路冰灾跳闸，占故障线路总条数75%；台州3条 丽水2条220kV；金华1条500kV线路故障跳闸，分别占线路 故障总数的12.5%.8.3%，4.2% 多数为同塔并架双回路或架空地线小保护角线路2010
年一2013年重发性发生架空线路绝缘子串冰闪或覆冰相 42 间故障事故 42
钢锚上有两个凹槽应6cm长，中间段是钢芯压接管(铝管 不压区),压接应连钢锚/钢芯压接段及前面铝管全压 钢芯承担拉伸力约占整根导线计算破断力的40%不到48
整个长度尺寸11cm,即欠压3.2cm,钢锚上的2叫槽段末 压入.铝管压接区为6cm.即压接段全部压在钢锚光管59
例400/35钢芯铝绞线的导线直径26.82mm,导线的计算
气通流功能.线夹钢锚穿压钢芯压接后承担导线最大设 计张力.铝管在钢锚上3cm左右的2个凹槽及3cm光杆上 压接承担约2/3导线计算破断力.若钢锚上铝管未全部压 住凹槽时， 拉伸力减 51
，原钢锚长14.2cm,压后钢锚暴露段8.2cm,现全长16.2cm
400/35耐张压接管试验
SDJ226《导线与避雷线液压施工工艺规程》第3.2.8条：若铝管上未画有起 压印记N时，可至管口向底端量Ly+f处画印记N.Ly值见下表： 条件 K≥14.5 k=11.4~7.7 K=6.15~4.3
6《导线与避雷线液压施工工艺规程》第3.2.8条：若铝管上 N时，可至管口向底端量Ly+f处画印记N.Ly值见下表：
目前导线架设多数采用空中平衡挂线(规定在临锚钢丝
0kV洞山线28井B相小号侧压接管 原为11.5
铝合金导线耐张线夹压接,钢锚靠3个凹槽棱与铝管压接
绝缘子串闪是在工频电压 下,泄漏电流发热熔化覆冰 冰柱内即伞盘表面冰水贯通短路部分表面而闪络跳闸63
旬隔插大伞裙 悬垂绝缘子串中插 花(大伞盘)防冰改. 插花后的绝缘子串 覆冰无法成贯通状 冰柱,运行中泄漏 电流融化伞盘面冰 水无法贯通 沿大伞裙滴落
插花改造绝缘子串 实践证明：2008年我局发 生数干次绝缘子串冰闪 跳闸,均在500kV线路上 相同海拔且相邻的 220kV线路绝缘子串结 冰后,没发生冰闪事故.70
早期送电线路的架空避雷线与导线有一定的配合要求 当时架空避雷线的功能基本不考虑通工频电流(系统短 路电流小),钢绞线强度大(应力),重量轻,与导线配合中可 使避雷线的弧垂小降低杆塔高度.节约线路本体造价 超高压大电网.电网容量越来越大.近区短路电流也越来 大.为满足架空地线潜供电流的需要.设计普遍在电源 侧即变电所出线段采用良导体即LGJ一70/40或LGJ一 95/55钢比58%的钢芯铝绞线作为架空地线,以满足变电 所近区输电线路短路时的电气要求 特高压Q/GDW178规定：架空地线按电晕起晕条件进行 校验,一般情况下地线表面工作场强与起晕场强之比不 宜大于0.75,且标称截面不宜小于170mm2 71
架空地线直线塔因没 有绝缘子串,悬垂线夹 的悬挂尺寸均远短于 导线悬挂长度,地线张
·架空地线中心回转型悬垂线夹整个挂点长度短 地线覆
此类大压档架空 地线设计应采用 双联双挂点,以减 轻悬垂线夹船体 部分的下压力
架空地线悬垂线夹悬 挂距短.两侧张力不 均而使线夹偏斜压断 损坏船体
：LGJ一70/40或LGJ一95/55型号钢芯铝绞线.内层为7
LGJ一70/40或LGJ一95/55型号钢心铝绞线，内层为7股 钢绞线截面40或55mm2外层由12股铝股绞制而成.良导 体架空地线在山区莲续上山档或两侧垂直荷载严重不均 匀档距,架空地线覆冰时不平衡张力将良导体向下山档 或大档距偏移,地线悬垂线夹垂挂长度约为20cm,110kV 导线绝缘子连金具有140cm长.导线偏移分解张力下降
设计中若两侧档距较不均匀时应考虑地线覆泳中不同期 脱冰造成地线弹跳拉扯悬垂线夹处地线外层铝股被拉断
提包式地线悬垂线夹配预绞丝为OPGW光缆用,它可防
垂直荷载大致使地线内光纤压损或两侧档距严重不均 匀在脱冰弹跳拉扯时线夹在外层预绞丝上滑动位移 设计采用钢芯铝绞线(良导体)地线时,应采用预绞丝提包 式悬垂线夹,由于地线悬垂线夹悬挂长度短,两侧档距不 均匀时地线覆冰不同期脱冰弹跳将拉扯使铝股断裂 77
空导线悬垂挂点垂下距离短,两侧档距不均争
220kV悬垂绝缘子串长2.5m左右,档距不均习张力差导 线拉扯与偏移量释放分解张力成正比 79
大压档用加长悬垂金具长度配二联板
山区段输电线路 另一根架空地线 为配合OPGW 光缆弧垂，一般 设计成钢芯铝绞 线(良导体),该良 导体地线应用光 缆式预绞丝提包 悬垂线夹,减少 因地线覆冰等张 力变化拉扯使外 层铝股在悬垂线 夹内滑损断. 80
大压档用加长悬垂金具长度配二联板 双悬垂提包线夹分解地线张力稍差
架空地线良导体应用予 预绞丝提包式悬垂线夹
国家电网 STATE GRID
原理及巡视运维处理措施
中华人民共和国住房和城多建设部 联合发布 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
STATEGRID 雷过电压及保护的规定 浙江金华电业局 ZHEJIANGJINHUAELECTRICPOWERBUREAU GB/T500642交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 设计规范》5.1.1雷电过电压保护设计应包括线路雷电 绕击、反击或感应过电压以及变电站直击、 雷电侵入波
5.1.2输电线路和变电站的防雷设计,应结合当地已有线 路和变电站的运行经验、地区雷电活动强度、地闪密度 地形地貌及土壤电阻率,通过计算分析和经济技术比 较.按差异化原则进行设计
GB/T50064外绝缘配合
绝缘子串风偏后 ,导线对杆塔的空气间隙应
穿电压与绝缘子串雷电冲击耐受电压之比头
雷云击中塔顶或地线上使 塔顶电位升高引起反击： 雷云击中边相导线绕击雷 雷击档中地线击穿空气间 隙对下方导线放电几平
GB 31604.37-2016 食品安全国家标准 食品接触材料及制品 三乙胺和三正丁胺的测定时,对地电压可达亿伏级.地面松 筑物或铁塔上感应积聚出大量 与雷云电荷相反异号束缚电荷 当电场强度超过25～30kVlcm
雷云对地面放电中和原理
雷云对地面放电中和原理
电晕起始电压),空气发生游离即 绝缘降低击穿并对地下泄释放 雷电流中和.气体放电分：火花.辉 光.电晕,电弧放申
铁塔上聚集的异性电荷数量远多于架空 地线上电荷,加上杆塔凹凸状,致使铁塔 电场畸变严重,雷云跳跃式前进中易被 吸引接近直至对杆塔释放放电中和现 实中雷电击中杆塔远比击中避雷线多 教科书上称击中避雷线约60%
雷电流击中杆塔顶部或架空地线上，雷电流沿塔身下泄 释放入地，同时伴有一个电压行波，由于杆塔接地电阻不 可能=零.地面反射有一个电压波与它抵消，即雷电击中 杆塔下泄释放雷电流过程中，瞬间2倍的电压波致使塔头 电位升高，当它超过该杆塔绝缘子串雷电冲击电压值时 雷电压击穿绝缘子串表面对导线释放，随后工频接地电 流顺雷电流击穿的空气通道对横担接地放申申弧建立
·雷电流击中杆塔部或架空地线上GB/T 50820-2013 建材矿山工程建设项目设计文件编制标准，雷电流沿塔身下泄
天空雷云间放电即云间电荷中和,这类放电对线路危害 较小(对无线电通讯有一定的影响); 2.较低雷云躲过架空地线屏蔽弧,击中线路下山坡(或平 地某侧)边相导线称绕击雷.导线绕击雷过电压值(等同首 击雷)>绝缘子串耐受值时则对横担放电,若<绝缘子串 雷电冲击耐受电压则沿导线扩散(即变电站雷电波侵入) 架空线路耐绕击雷水平， I 线=U/100 (kA) 式中：U一绝缘子串50%雷电冲击电压，kV 94