2、500kV电线路架空绝缘地线掉线原因分析及对策-王浩东.docVIP

500kV输电线路架空绝缘地线掉线 原因分析及对策 王浩东 通过分析南方电网500 kV 输电线路地线掉线事故，认为其主要原因是线路设计间隙不足以及绝缘子老化导致掉线。对输电线路设计、运行的不足和潜在安全隐患，提出防止地线掉线、改进防雷性能的对策。 关键词：输电线路；感应电压；绝缘地线；掉线 前言近几年南方电网500kV输电线路多次发生地线掉线事故，对事故原因进行深入分析，提出整改、预防措施已刻不容缓。通过总结发现主要有两类：一类是地线对塔身放电导致其强度降低，最终断线造成掉线；另一类是地线绝缘子铁帽和钢脚分离而掉线。现就两起典型事故进行分析，提出预防绝缘架空地线掉线的对策。2007 年1月13日22:52，500kV 来梧二线C 相跳闸，重合不成功，23:46 汇报调度线路具备恢复运行条件。14日8:50，巡视发现#32-#34左侧GJ-70 地线从#33塔悬垂线夹处断裂，导致#32-#34 档的地线坠落地面。10:45 来梧二线紧急停运对#32小号侧10m 处至#33大号侧10m 处地线进行更换，将#33塔地线改为直接接地，对损伤导线进行修补。15 日12:00 完成抢修，13:58 来梧二线复电。 500kV 来梧二线#33塔距离来宾变12.6km，一根地线为OPGW2(计算截面积121.87mm2)，另外一根绝缘地线型号为GJ-70 钢绞线(通流容量为17.496kA2.s)，#33塔附近绝缘地线的接地点为#2、#3、#20、#38、#48、#60。#33塔型为ZV-30，#32塔型为GM1-24， #34塔型GM1-33-1.5，#32、#34塔架空地线水平间距为10.9m，#33塔架空地线水平间距为20.6m。现场检查发现：500kV 来梧二线#33塔C 相上方地线绝缘子间隙(间隙距离.2mm)有放电痕迹，塔身对应地线悬垂线夹部位有电弧烧伤痕迹；断裂地线除1 股完整股和2 股的1/3 股为物理机械性拉断外，其余均为电弧烧伤溶化断裂；断裂点小号侧4m处地线被电弧烧断2 股，#32大号侧3m 处地线电弧烧伤4 股；C 相导线#33塔往小号侧距悬垂线夹20m 处导线有放电灼伤伤痕、第一个间隔棒处有损伤。检查发现#33塔地线绝缘子串往塔身倾斜，实测在无风情况下33#塔地线悬垂线夹与铁塔塔材最小距离约6cm。最小距离6cm（如图1所示），经计算在7.5m/s风速的情况下，地线风偏后可直接与塔身接触，因此地线与塔身之间的距离将长期的小于地线绝缘子的放电间隙（15.2mm），地线塔身放电发热烧损4 股或以上，剩余股线承受不了运行拉力而被拉断；运行中悬垂线夹部位的地线如有断股、散股、磨损，将降低地线机械强度和通流容量甚至地线有可能被拉断；GJ-70 地线截面积偏小，也是地线断裂原因之一。 图1事故前塔身与地线相对位置 图2事故断裂地线 2、500kV天平II回线#09塔地线掉线事故分析 2.1事故经过 2003年07月28日1656，500kV天平II回线（天生桥-广州第二回输电线路的天生桥-平果段）#09塔地线由于受力瓷质绝缘子铁帽和钢脚分离而掉线，导致A相故障，重合闸不成功，随后进行1次强送不成功，线路永久性故障完成抢修，天平II回线复电。 输电线路巡视人员发现塔地线由于受力瓷质绝缘子铁帽和钢脚分离而掉线，掉线的地线跌落塔塔A相导线绝缘地线型号为GJ-70 钢绞线塔塔为了减少线损，500 kV 天平II回线采用架空绝缘形式。架空绝缘地线有较高的感应电势，其大小与线路电压、负荷、长度及地线与导线间距离有关。500 kV 天平II回线由于负荷重，架空绝缘地线的感应电势可能达到10 kV 级。如此高的感应电压使地线绝缘子实际相当于被作为导线绝缘子（电压等级为几个10 kV 级的输电线路）使用，对绝缘子的电气和机械性能的损失极其不利。.2 由于所使用的瓷绝缘子为内胶装结构，胶装粘合剂水泥和钢脚、铁帽、瓷件的热膨胀系数各不相同，温度变化时各部件热胀系数的差异将使瓷件受到压应力和剪切应力；水泥的长期膨胀（俗称“水泥生长”）也使瓷件和铁帽受到局部应力和疲劳效应，其绝缘性能随着运行时间的延长会逐渐降低甚至完全丧失，此时瓷绝缘子处于击穿运行状态。运行中的瓷质绝缘子承受的感应电压越高，其电气性能丧失的时间越短。处于临界击穿或已击穿状态的绝缘子的电气性能大幅度下降或丧失，不能满足绝缘的要求，但其机械强度仍然可以满足设计的要求，此时地线不会马上掉线。由于胶装粘合剂水泥等填充物的存在，绝缘子有一定的电阻值，在10 kV 级感应电压的作用下，绝缘子出现了比正常接地感应电流大得多的“短路”感应电流。这个感应电流对绝缘子内部会有明显的热作用，大量的热积累导致绝缘子产生温升。长期机电负荷和温升变化