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直流輸電系統(tǒng)接地極線路導(dǎo)線脫落事故原因分析及防范措施

文檔作者：祝永坤劉奎宋建山文檔來(lái)源： 1．國(guó)網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司 2．國(guó)網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司興安供電公司 3．烏蘭察布察右后旗農(nóng)電公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年12月03日
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2014年第32卷第6期
內(nèi)蒙古電力技術(shù)
INNER M0NG0I IA ELECTRIC POW ER
doi：10．3969／j．issn．1008—6218．2014．06．028
直流輸電系統(tǒng)接地極線路導(dǎo)線脫落事故
原因分析及防范措施
祝永坤 ，劉奎 ，宋建山
(1．國(guó)網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司，呼和浩特010020；2．國(guó)網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司興安供電公司，
內(nèi)蒙古 烏蘭浩特 137400；3．烏蘭察布察右后旗農(nóng)電公司，內(nèi)蒙古 烏蘭察布021008)
摘要：500 kV伊穆直流輸電系統(tǒng)接地極線路導(dǎo)線發(fā)生絕緣子炸裂、導(dǎo)線落地事故，由于接
地板線路招弧角放電間隙過(guò)小，導(dǎo)致直流系統(tǒng)在操作過(guò)電壓作用下產(chǎn)生燃弧現(xiàn)象。直流系統(tǒng)
無(wú)法熄弧是造成事故的主要原因，對(duì)此提出了加大招弧角放電間隙、調(diào)整接地板線路絕緣配
置等防范措施。
關(guān)鍵詞：直流輸電系統(tǒng)；接地極線路導(dǎo)線；燃弧；招弧角；放電間隙；絕緣配置
文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 中圖分類號(hào)：TM752
文章編號(hào)：1008—6218(2014)06—01l1—03
Fall——down Fault Analysis on Grounding Line Conductor of Direct Current
Transmission Line and Its Preventive Measures
Zhu Yongkun ，Liu Kui ，Song Jianshan
(1．Slate Grid East Inner Mongolia Electric Power Company Limited．Hohhot 0 1 0020；
2．Xing an Power Supply Bureau．Inner Mongol ia Ulanhot 1 37400；
3．Qahar Right Wing Rear Banner Power Supply Bureau，Inner Mongolia Ulanchab 021008)
Abstract：According to the 500 kV Gimo HVDC ground electrode insulator，conductor
ground crack fault， analysis of grounding line arcing horn discharge gap which was too
small in the operating over voltage under the effect of arc，DC system couldn't extinguish
the arc，which was the main cause of the ground wire insulator crack，then put forward
preventive measures to increase the arcing horn discharge gap，adjusting the ends of the
earth line insulation configuration and other means．
Key words：DC transmission system；grounding line conductor；arcing；trick are angle；
discharge gap；insulation confi gu ration
0 引言
接地極線路是直流輸電系統(tǒng)的重要組成部分，
不但可以限制中性點(diǎn)電位，還可為直流電流提供通
路u 。接地極線路(即接地極引線)是將直流電流引
入接地極的唯一通路，在直流輸電系統(tǒng)中，接地極
線路運(yùn)行情況直接關(guān)系著輸電線路的運(yùn)行方式I 1。
若接地極線路發(fā)生故障，會(huì)造成直流線路降壓運(yùn)
行，甚至導(dǎo)致線路極閉鎖。
接地極線路故障主要有雷擊、污穢、樹(shù)害對(duì)地
閃絡(luò)3種情況口 。國(guó)外直流輸電工程和我國(guó)葛洲壩
一上海南橋直流輸電工程的接地極線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)[ 1
表明，影響線路絕緣安全的主要因素來(lái)自雷擊續(xù)
流，因此必須通過(guò)加裝招弧角來(lái)保護(hù)絕緣子。要求
【收稿日期】2014—09—10
【作者簡(jiǎn)介J祝永坤(1976一)，男，內(nèi)蒙古人，碩士，高級(jí) 翻星師，從事電力生產(chǎn)技術(shù)管理丁作。
ll2 內(nèi)蒙古電力技術(shù) 2014年第32卷第6期
招弧角的安裝間隙既能保護(hù)絕緣子，又能拉斷續(xù)流
(滅弧)，同時(shí)要求招弧角間隙應(yīng)該大于臨界滅弧間
隙，且小于絕緣子串與桿塔配合間隙。若招弧角的
安裝間隙不合適，會(huì)對(duì)接地極線路和直流輸電線路
運(yùn)行帶來(lái)極大的安全隱患，輕者損傷設(shè)備，重者將
造成直流輸電線路極閉鎖，從而中斷電力輸送，甚
至危及生命和財(cái)產(chǎn)安全 I。本文以伊穆直流輸電系
統(tǒng)接地極線路導(dǎo)線脫落事故為例，分析事故原因及
其對(duì)線路運(yùn)行帶來(lái)的嚴(yán)重危害，并提出相應(yīng)的防范
措施
1 伊穆直流輸電系統(tǒng)接地極線路概況
伊穆直流輸電接地極線路主要包括接地極線
路1條，即伊敏換流站一哈爾干，全長(zhǎng)73．418 km，直
流輸電系統(tǒng)接地極線路分為極I(正極)線路直流
系統(tǒng)和極Ⅱ(負(fù)極)線路直流系統(tǒng)。線路桿塔224
基，其中轉(zhuǎn)角塔11基、耐張塔6基、分支塔4基，直線
塔203基；極址1處，即哈爾干極址，位于伊敏換流
站東北部，占地面積2．05 km 。接地極線路全線設(shè)
避雷線1根，型號(hào)為GJ一80，線路導(dǎo)線為L(zhǎng)GJ 630／45
型雙分裂導(dǎo)線，招弧角設(shè)計(jì)安裝間隙為200 mm。
2 接地極線路導(dǎo)線脫落事故的發(fā)生
2．1 接地極線路不平衡告警故障分析
2012—06—28T06：23，500 kV伊敏換流站發(fā)生站
內(nèi)故障，極I線路直流系統(tǒng)閉鎖，轉(zhuǎn)為單極大地回
線運(yùn)行方式，接地極線路阻抗不平衡告警，30 ms后
復(fù)歸。各控制保護(hù)主機(jī)(PCP、PPR)故障錄波波形
(接地極引線不平衡電流 數(shù)值)變化基本一致。
接地極線路不平衡保護(hù)定值設(shè)置為：
I，『) ～I(xiàn)D 1>60 A，其中，n 為極I(正極)線路直流系
統(tǒng)不平衡電流，，D 為極Ⅱ(負(fù)極)線路直流系統(tǒng)不
平衡電流，保護(hù)報(bào)警延時(shí)50 ms。故障錄波圖顯示，
在故障發(fā)生時(shí)，D 明顯大于Io ；在故障跳閘發(fā)生后
250ms至錄波結(jié)束，，D 。約為2．38 kA，，『】 ：約為0．65
kA，兩者電流值仍相差較大。故障發(fā)生至錄波結(jié)
束，不平衡電流持續(xù)1400 ms，由此初步判斷，n 線
路上存在故障點(diǎn)。
2．2 不同運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換時(shí)接地極線路的異常情況
6月28日16：39，由單極大地回線運(yùn)行方式改
為金屬回線運(yùn)行方式，對(duì)接地極線路進(jìn)行逐基全線
特巡后，未發(fā)現(xiàn)異常。
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一1
I 1．2 1466
j 1．2 [238：
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O 0．5
時(shí)間／s
圖1 極Ⅱ直流系統(tǒng)單極金屬轉(zhuǎn)大地回線運(yùn)行方式
不平衡電流曲線
7月4日11：14，接地極線路由金屬回線運(yùn)行方
式轉(zhuǎn)為單極大地回線運(yùn)行方式，接地極線路不平衡
電流波形如圖1所示。不平衡電流(，n 、 )由0
逐漸升至1．214 kA，整個(gè)過(guò)程電流基本一致，未發(fā)現(xiàn)
異常。
7月4日14：23，極Ⅱ直流系統(tǒng)由單極大地回線
運(yùn)行方式轉(zhuǎn)為金屬回線運(yùn)行方式，波形如圖2所
示。轉(zhuǎn)換前不平衡電流(，n 、，n )基本一致，無(wú)異
常，約為1．23 kA；轉(zhuǎn)換時(shí)電流同時(shí)降低，但，n 。與
相比波動(dòng)較大，持續(xù)時(shí)間約110 ms，由于持續(xù)時(shí)
間較短，未發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
從6月28日和7月4日的2次大地回線轉(zhuǎn)金屬
回線運(yùn)行方式的波形圖可以看出，在2次轉(zhuǎn)換過(guò)程
中，金屬回線轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，D 的曲線變化異常，
雙極中性線的差動(dòng)電流都很小，斷開(kāi)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)時(shí)的
操作過(guò)電壓都較大(超過(guò)100 kV)，在招弧角放電問(wèn)
隙建弧燃燒，導(dǎo)致，n 的接地極線路引線某處絕緣
破壞，，『1 異常。
2
矗t
囊。
K-～l
時(shí)間／s
圖2 極Ⅱ直流系統(tǒng)單極大地轉(zhuǎn)金屬回線運(yùn)行方式
“ 不平衡電流曲線
2．3 恢復(fù)正常運(yùn)行方式時(shí)接地極線路的異常情況
7月6日19：17，極Ⅱ直流系統(tǒng)由單極金屬回線
轉(zhuǎn)單極大地回線運(yùn)行方式，操作轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)后，運(yùn)行
人員工作站報(bào)“接地極電阻監(jiān)視阻抗異?！毙盘?hào)，中
性母線電壓由25 kV降至3．1 kV，接地極阻抗z=
(58+i90) ，且逐漸增大，20：00，Z增大至160 Q不
再變化，此刻接地極線路電流為2830 A。
7月7日01：20--04：03，由極I系統(tǒng)解鎖、雙極
大地回線運(yùn)行一極I系統(tǒng)閉鎖、單極大地回線運(yùn)行
一極I系統(tǒng)解鎖、雙極大地回線進(jìn)行了多次運(yùn)行方

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