淺談高壓輸電路線的故障類型分析及防治措施

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司梅州供電局 廣東省梅州市 514021

摘要：電力系統(tǒng)在我國經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮著重要作用，電力系統(tǒng)設(shè)施的維護也是電力工作的重要內(nèi)容之一。在整個電力傳輸過程中，輸電線路是重要的組成部分，從目前我國的輸電過程來看，由于自然環(huán)境和輸電線路自身設(shè)備因素等，輸電線路不可避免的在運行過程中出現(xiàn)跳閘、中斷供電等運行故障。為了保證輸電線路能夠提高運行效率，提高電力傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性，我們需要對輸電線路的運行故障進行深入分析，找出故障原因，并制定切實有效的有針對性防治措施，保證輸電線路能夠可靠運行.

關(guān)鍵詞：輸電線路；運行故障；分析與防治

前言

高壓輸電線是電力系統(tǒng)中最為重要的一個組成部分。同時高壓輸電線路的運行以及安全是整個電力系統(tǒng)安全運行的保障。因此，對于高壓輸電線路運行故障防治技術(shù)的研究具有十分重要的意義。我國電力系統(tǒng)在高壓輸電線路運行故障方面已經(jīng)有了一定的研究，但是就目前我國的高壓輸電線路來看，運行中故障的出現(xiàn)是比較頻繁的，嚴(yán)重的影響了電力系統(tǒng)的正常運行。因此，在今后的電力系統(tǒng)發(fā)展中，要加強對高壓輸電線路故障的研究，同時根據(jù)故障產(chǎn)生的原因來研究運行故障中的防治技術(shù)，從而為電力系統(tǒng)的順利運行提供堅實的保障。

1、輸電線路運行中常見故障

1.1雷擊故障

根據(jù)雷電定位系統(tǒng)測得雷電流幅值方法是基于電氣幾何模型，一般而言，線路的繞擊耐雷水平與反擊耐雷水平有較大差異，因此通過準(zhǔn)確測量雷電流大小可以基本判斷是繞擊跳閘還是反擊跳閘，即大強度雷擊為反擊，小強度雷擊為繞擊。

根據(jù)工程技術(shù)人員在實踐中長期積累的經(jīng)驗，形成了根據(jù)輸電線路閃絡(luò)相別來識別雷擊故障類型的判斷規(guī)則，見圖1。

圖1經(jīng)驗規(guī)則

根據(jù)桿塔不同部位雷電流方向判斷如圖2所示，雷電擊中塔頂或避雷線時，桿塔橫擔(dān)以上和桿塔下部的雷電流方向相同；雷電繞擊導(dǎo)線，絕緣子閃絡(luò)后，桿塔橫擔(dān)上部電流與桿塔下部電流方向相反。

注：圖中箭頭指向為雷電流方向

圖2 桿塔中不同部位發(fā)生雷擊閃絡(luò)時的雷電流

1.2風(fēng)偏故障

局地強風(fēng)是導(dǎo)致線路放電的直接原因。根據(jù)氣象部門的報告和現(xiàn)場查詢，風(fēng)偏放電發(fā)生的區(qū)域一般均出現(xiàn)了少有的強風(fēng)，除臺風(fēng)、龍卷風(fēng)外，還有一種颮線風(fēng)。它是由高空冷空氣在所經(jīng)區(qū)域移動較慢，與低空熱空氣在局部小范圍內(nèi)不斷交匯，形成中小尺度局部強對流所致，具有以下特征：①常發(fā)生在局部區(qū)域，范圍為幾平方公里至十幾平方公里，空氣對流能量大，形成一定寬度的風(fēng)帶；②風(fēng)力強勁，瞬時風(fēng)速>30m/s；③生成快、消失快、陣發(fā)性強，持續(xù)時間<數(shù)十min；④大多發(fā)生在6、7月；⑤常伴有雷雨和冰雹。

在強風(fēng)作用下，導(dǎo)線沿風(fēng)向會出現(xiàn)一定的位移和偏轉(zhuǎn)。另外，在間隙減小，空間場強增大時，在導(dǎo)線金具的尖端和桿塔構(gòu)件的尖端上會出現(xiàn)局部高場強，使放電更容易在這些位置發(fā)生，從現(xiàn)場觀測到的放電痕跡來看，一部分放電出現(xiàn)在腳釘、防振錘和角鐵邊緣尖端上正說明了這一點。

暴雨導(dǎo)致空氣間隙的放電電壓降低。由于強風(fēng)常伴有暴雨，在強風(fēng)的作用下，暴雨會沿風(fēng)向形成定向性的間斷型水線。如果水線的定向與閃絡(luò)路徑成同一方向，將使間隙的放電電壓降低。發(fā)生放電時導(dǎo)線風(fēng)偏角會很大，空氣間隙明顯減小，且放電電壓較無雨、無冰雹時有一定程度的降低。

設(shè)計對惡劣氣象條件的估計不足。發(fā)生風(fēng)偏放電的線路，在設(shè)計中考慮的最大風(fēng)速大多為30m/s，對局地微氣象區(qū)、強風(fēng)區(qū)等特殊區(qū)域的針對性不足，輸電線路風(fēng)偏跳閘主要是對塔身放電，其次是對周邊障礙物放電，對塔身放電所占比例偏高，故今后應(yīng)多研究特殊地形及微氣象區(qū)的塔型設(shè)計與選擇。

1.3覆冰、舞動故障

近年來，由覆冰引起的輸電線路跳閘數(shù)及事故數(shù)逐年增多，已經(jīng)威脅到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行及供電可靠性。覆冰對線路的危害有桿塔過載荷、覆冰舞動和脫冰跳躍、絕緣子冰閃，會造成桿塔變形、倒塔、導(dǎo)線斷股、金具和絕緣子損壞、絕緣子閃絡(luò)等事故。

覆冰導(dǎo)線在風(fēng)作用下發(fā)生舞動：當(dāng)導(dǎo)線上覆冰不均勻時，由于其斷面的不對稱，風(fēng)吹導(dǎo)線時就會產(chǎn)生空氣動力學(xué)上的不穩(wěn)定，在相應(yīng)風(fēng)力的作用下，導(dǎo)線會發(fā)生低頻（0.1～3Hz）、大振幅（>10m）的舞動。導(dǎo)線舞動將引起差頻荷載，從而導(dǎo)致金具損壞、導(dǎo)線斷股、相間短路、線路跳閘及桿塔傾斜或倒塌等嚴(yán)重事故。

1.4鳥害故障

該故障出現(xiàn)情況沒有任何地域限制。當(dāng)鳥在輸電線路桿塔上棲息時，會出現(xiàn)排糞情況，鳥糞會短接絕緣子串，導(dǎo)致線路發(fā)生故障跳閘。而關(guān)于鳥糞閃絡(luò)這一現(xiàn)象，多會出現(xiàn)在清晨，因為根據(jù)鳥類的生活習(xí)慣，清晨較活躍，如果剛好這段時間氣溫低，濕度大，則是故障發(fā)生的最佳時段。

2、高壓輸電線路的故障防治措施

2.1導(dǎo)線斷股、損傷及閃絡(luò)燒傷故障的預(yù)防

對于經(jīng)過風(fēng)吹有較大擺動的導(dǎo)線要及時作出調(diào)整，如有松弛現(xiàn)象則進行適當(dāng)調(diào)緊，或者在兩個桿塔中間裝設(shè)一根桿塔，將檔距縮短，穩(wěn)定導(dǎo)線。在線夾的附近位置導(dǎo)線中加裝防震錘或者護線條等保護措施，從而避免導(dǎo)線出現(xiàn)振動等問題。制作護線條要與導(dǎo)線材料相同，外形為兩頭細(xì)、中間粗的鋁棍。在線夾處用護線條纏裹導(dǎo)線，提升導(dǎo)線的機械強度，并且可以避免導(dǎo)線振動時在夾出口處出現(xiàn)劇烈的曲折現(xiàn)象。防震錘主要由兩個杯狀的生鐵組合而成，其分別固定于同根鋼絞線兩端，鋼絞線中間采用夾子固定在導(dǎo)線中。當(dāng)導(dǎo)線發(fā)生振動時，防震錘自身的重量及彈性會阻止導(dǎo)線進一步振動。對于耐張塔中的跳線要對其擺動的情況密切關(guān)注，在擺度狀態(tài)下不得對桿塔、拉線或者橫擔(dān)發(fā)生放電，如果出現(xiàn)這種情況可以采用絕緣子串進行固定，或者在跳線中附加鐵棍，從而可以避免風(fēng)吹跳線使其擺動。

2.2增加輸電線路的避雷設(shè)施，提高輸電線路的抗雷擊能力

由于雷電和暴雨天氣是無法干預(yù)的，要想對輸電線路的雷擊故障進行防治，就必須增加輸電線路的避雷設(shè)施，例如可以增加避雷器的安裝數(shù)量，在輸電線路的各個重要部位都安裝避雷器，應(yīng)盡量選擇地勢平緩的地方建立輸電線路，減少高空雷擊的概率。

首先要對各地區(qū)的落雷分布狀態(tài)及雷電流強度進行系統(tǒng)的分析，盡可能掌握雷電電流強度與地形以及線路結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，并研究出雷擊與線路跳閘之間的潛在規(guī)律。根據(jù)所繪制出的電網(wǎng)雷電區(qū)域分布圖，制定出切實可行的綜合防雷措施計劃。目前的輸電線路防雷措施主要分為七個部分，分別是安裝避雷線安裝側(cè)向避雷針安裝線路避雷器加裝禍合地線加裝桿塔拉線降低桿塔接地電阻采用多避雷針系統(tǒng)。

2.3覆冰故障防治措施

對于輸電線路的防冰措施，筆者認(rèn)為應(yīng)該從兩個方面進行，一方面是要做好輸電線路的抗冰設(shè)計，另一方面要設(shè)計出切實有效的輸電線路除冰方法。

2.4輸電線路的抗冰設(shè)計及除冰方法

在對輸電線路進行抗冰設(shè)計時，首先要根據(jù)線路所在地區(qū)的實際情況，來對線路的覆冰區(qū)和覆冰厚度進行分析，使線路避開嚴(yán)重覆冰地段，盡可能的設(shè)計在覆冰程度較低的位置。對于重覆冰地段的輸電線路，需要在線路的中間位置設(shè)立起加強型直線塔，以免基塔倒塌而對線路造成連鎖破壞。與此同時，還應(yīng)該對地線支架進行系統(tǒng)的補強，從而保證線塔及線路的抗壓程度。

目前的輸電線路除冰方法主要有熱力融冰法、機械破冰法以及其他使用防雪環(huán)、憎水、憎冰等涂料等方法。其中熱力溶冰法包括潮流分配、短路電流以及鐵磁線等。而機械破冰法則包括電磁力和強力震動等等。需要根據(jù)不同的實際情況，來選擇除冰效果最好的方法。

3、結(jié)語

通過文本分析可知，在輸電線路的運行過程中，必須對出現(xiàn)的故障進行認(rèn)真分析，總結(jié)原因并制定解決方案。保證輸電線路的整體運行滿足電網(wǎng)需要，提高輸電線路的整體運行質(zhì)量。

參考文獻：

[1]韓帥.輸電線路運行故障的分析與預(yù)防措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，26：155.

[2]胡毅，劉凱，吳田，劉艷，蘇梓銘.輸電線路運行安全影響因素分析及防治措施[J].高電壓技術(shù)，2014，11：3491-3499.

[3]羅希.高壓輸電線路設(shè)計與施工設(shè)計探析[J].中國集體經(jīng)濟，2011.

[4]翟新軍.10kV 架空線路常見故障機防范措施[J].才智，2011.