試論架空輸電線路常見故障與預(yù)防措施

齊亨璋 王 欣

（內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司阿拉善電業(yè)局，內(nèi)蒙古 阿拉善盟750300）

1 問題的提出

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷加快，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，我市的經(jīng)濟(jì)已步入發(fā)展的快車道，綜合實力明顯增強(qiáng)。近年來供電量每年都保持著10%以上的增長率，這對電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行要求越來越高。架空輸電線路是電力輸送的終端，是電力系統(tǒng)的重要組成部分。架空輸電線路因點(diǎn)多、面廣、線長，路線復(fù)雜，設(shè)備質(zhì)量參差不齊，受氣候、地理環(huán)境的影響較大，又直接面對用戶端，供用電情況復(fù)雜，這些都直接或間接影響著架空輸電線路的安全運(yùn)行。一般根據(jù)事故的損失大小和影響范圍及程度，將故障分為特大故障、重大故障和一般故障。這些故障主要表現(xiàn)為：非計劃停電或被迫少送電、停電時間超過了批準(zhǔn)的時間、系統(tǒng)振蕩或解列、線路永久故障（倒桿、斷線等）以及線路跳閘等。本文根據(jù)各配電網(wǎng)絡(luò)的實際運(yùn)行狀況，對近幾年間所發(fā)生的架空輸電線路運(yùn)行事故進(jìn)行分類統(tǒng)計分析，找出導(dǎo)致問題的薄弱點(diǎn)，積極尋求有效的防范措施，以提高配電網(wǎng)管理水平。

2 架空輸電線路常見故障及其防范措施

線路的常見故障主要包括雷擊故障、污閃故障、大風(fēng)故障等。其中，主要以季節(jié)性故障為主。故障的主要表現(xiàn)形式為跳閘、元件損壞等。以下主要從常見故障的形成原因入手，介紹不同故障的主要預(yù)防措施和處理方法。

2．1 雷擊故障及防雷措施

雷害事故是架空輸電線路最頻發(fā)的事故，我國歷年輸電事故統(tǒng)計中，雷害事故平均約占60%以上。在雷曝日平均40日以上的多雷地區(qū)和強(qiáng)雷地區(qū)，雷害事故可達(dá)輸電事故的70%以上。因此線路防雷工作在架空線路的安全運(yùn)行中是一項十分重要的工作。

架空輸電線路雷擊故障的發(fā)生原因：（1）線路絕緣水平低。絕緣子片數(shù)不夠或絕緣子串中有低值或零值絕緣子未及時更換，使得絕緣子串的U50%偏低，從而導(dǎo)致落雷時閃絡(luò)的概率增加。（2）避雷線布置不當(dāng)。保護(hù)角偏大時，不能有效地保護(hù)線路，這時特別容易造成繞擊。在山區(qū)、水庫邊緣地區(qū)的線路，由于微地形、微氣象的影響，即使避雷線布置恰當(dāng)，也會發(fā)生避雷線失效，造成雷直擊導(dǎo)線的情況。（3）避雷線接地不良或避雷線與導(dǎo)線間的距離不夠。避雷線接地不良，即接地電阻過大，使耐雷水平下降，從而引起雷擊故障。除此之外，線路相互交叉跨越距離不夠、線路防雷薄弱環(huán)節(jié)措施未到位以及線路處于雷擊活動強(qiáng)烈區(qū)等都是導(dǎo)致雷擊故障的重要原因。

有效的防雷保護(hù)措施就是采取4道防線：（1）架設(shè)避雷線，防止線路遭受直擊雷，引雷入地；（2）改善線路的接地或加強(qiáng)線路的絕緣，保證地線遭雷擊后不引起間隙擊穿而使絕緣閃絡(luò)；（3）減小線路絕緣上的工頻電場強(qiáng)度或采用中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，保證即使線路絕緣受沖擊發(fā)生閃絡(luò)，也不至于變?yōu)閮上喽搪坊蛱l故障；（4）采用自動重合閘，采用雙回路或環(huán)網(wǎng)供電，保證即使線路跳閘也不至于中斷供電。

架設(shè)避雷線是最基本的防雷措施之一，可使線路絕緣上的電位比沒有地線時降低5倍。若考慮其分流作用，降低的倍數(shù)還會更大。采用避雷線進(jìn)行防雷時，線路耐雷水平的設(shè)計值為：220 k V線路75～110 k A，500 k V線路125～175 k A。避雷線的作用有保護(hù)、分流、耦合和屏蔽。

當(dāng)改善接地電阻有困難時，通過適當(dāng)增加絕緣子片數(shù)，譬如在絕緣子串上再增加1～2片絕緣子，可以提高線路絕緣水平和耐雷水平。對已建成投運(yùn)的線路，在滿足線路正常運(yùn)行和內(nèi)部過電壓要求的前提下，只能在有限的范圍內(nèi)加強(qiáng)絕緣，這種方法采用的不多，只是在高海拔地區(qū)和雷電活動強(qiáng)烈地段，可以考慮適當(dāng)加強(qiáng)絕緣。

提高線路的耐雷水平，降低反擊跳閘率，一般主要應(yīng)用在接地電阻較高的線路。耦合地線提高耐雷水平的機(jī)理：（1）可增加導(dǎo)線和地線間的耦合作用，雷擊塔頂時在導(dǎo)線上產(chǎn)生更高的感應(yīng)電壓，從而減小絕緣子串承受的沖擊電壓；（2）可降低桿塔的分流系數(shù)，特別是在接地電阻較高時，可使雷電流易于通過鄰近桿塔的接地裝置散流，從而降低塔頂電位。相關(guān)資料數(shù)據(jù)表明架設(shè)單根耦合地線相當(dāng)于降低接地電阻30%左右。

2．2 絕緣子的污閃故障及防污措施

污閃即絕緣子因染污在一定條件下產(chǎn)生的在正常運(yùn)行時沿絕緣子表面閃絡(luò)放電的現(xiàn)象。污閃故障是因污閃而導(dǎo)致的接地、線路開關(guān)跳閘、導(dǎo)線燒傷、供電中斷等現(xiàn)象。

線路污閃故障的形式有：絕緣子串閃絡(luò)、導(dǎo)地線燒傷、導(dǎo)地線及桿塔上金屬構(gòu)件部分發(fā)生銹蝕以及由此而引起的線路跳閘、供電中斷等。污閃事故的發(fā)生情況具有如下特點(diǎn)：（1）一般發(fā)生在工頻運(yùn)行電壓長時間作用下。（2）區(qū)域性強(qiáng)，同時多點(diǎn)跳閘的幾率高，且重合成功率小。一旦發(fā)生可造成大面積、長時間的停電事故，且不易被自動重合閘消除。作為受影響面積大、范圍廣、后果嚴(yán)重的區(qū)域性故障，污閃事故是電力系統(tǒng)重大災(zāi)害之一。（3）與氣象條件關(guān)系密切，季節(jié)性強(qiáng)。一般發(fā)生在氣溫低、濕度大的氣象條件下，如毛毛雨、大霧、小雪及雨雪交加的天氣。時間大多在傍晚、后半夜或清晨，90%以上的污閃故障發(fā)生在秋季后期和冬季。

防污措施：（1）準(zhǔn)確劃分線路所經(jīng)過地區(qū)的污穢等級，為線路設(shè)計、運(yùn)行維護(hù)及防污提供依據(jù)。（2）加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)。一是有針對性地做好線路巡視工作，巡視中注意多聽、多看。絕緣子有嚴(yán)重污染時白天即可聽到較大的放電聲音。注重特殊氣象下的巡視，如夜間巡視、日出前的巡視及相應(yīng)氣象條件下的巡視等。二是定期測試和及時更換不良絕緣子。線路如果存在不良絕緣子，絕緣水平就要相應(yīng)降低，再加上線路周圍環(huán)境污穢的影響，就容易發(fā)生污穢事故。因此必須對絕緣子進(jìn)行定期測試，及時更換不良絕緣子，使線路保持正常絕緣水平。（3）做好防污工作。一是定期清掃絕緣子，一般每年一次。二是采用防污絕緣子，如雙傘型、鐘罩型、流線型、大爬距或大盤徑絕緣子等。這些絕緣子不僅爬距比普通絕緣子大40%～50%，且大多具有表面光滑、不易積污、有一定的自潔性能等。三是增加絕緣子的片數(shù)（調(diào)爬）。調(diào)爬是防污的主要措施，但現(xiàn)在調(diào)爬要注意2個問題：一是不要盲目地將所有線路都換成防污絕緣子；二是加強(qiáng)線路的絕緣強(qiáng)度時要注意與變電站的絕緣配合，否則反而會導(dǎo)致變電站污閃事故增多。

2．3 大風(fēng)故障及防風(fēng)措施

發(fā)生大風(fēng)故障主要有以下幾方面原因：（1）設(shè)計因素，多存在考慮不周，不符合客觀規(guī)律的問題；（2）施工因素，遺留的缺陷未及時處理，如基礎(chǔ)未夯實，拉線夾角不符合要求等；（3）客觀因素，主要表現(xiàn)為客觀氣象惡劣，風(fēng)速超過了設(shè)計值；（4）運(yùn)行維護(hù)因素，多存在線路缺陷未及時發(fā)現(xiàn)或處理等問題。

防風(fēng)措施：（1）在設(shè)計上要提高桿塔設(shè)計的安全系數(shù)。相關(guān)資料和實踐表明，把設(shè)計安全系數(shù)K由原來的1．5～1．8提高到2．5～3．0，防風(fēng)效果較好。（2）運(yùn)行維護(hù)方面，在風(fēng)季應(yīng)加強(qiáng)巡查，及時處理線路自身缺陷。主要包括對特殊地段的桿塔進(jìn)行防風(fēng)強(qiáng)化處理，如加固拉線、加固基礎(chǔ)等，檢查線間距離，檢查拉線及拉線基礎(chǔ)。

3 結(jié)語

架空輸電線路具有點(diǎn)多、線長、面廣，運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜的特點(diǎn)，它的運(yùn)行水平直接影響著供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。因此，要做好架空輸電線路各方面的管理工作，并積極采取有效措施預(yù)防其常見故障的發(fā)生，提高線路供電可靠性，從而更好地保證電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，滿足當(dāng)前社會對電力的需求，促進(jìn)社會的發(fā)展進(jìn)步。

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