影響輸電線路安全運(yùn)行因素及預(yù)防措施的分析

王思源

摘 要：作為一種動(dòng)力能源，電力在企業(yè)、民眾的日常生產(chǎn)、生活中起到至關(guān)重要的供應(yīng)保障作用，同時(shí)還是社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和國(guó)家發(fā)展的重要推動(dòng)力，電力企業(yè)自然成為了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的支柱性產(chǎn)業(yè)。在電力系統(tǒng)日常運(yùn)行和電力供應(yīng)中最為關(guān)鍵的就是輸電線路運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，但輸電線路分布范圍廣、距離長(zhǎng)、所處地理環(huán)境復(fù)雜多變，極易受到內(nèi)在和外在多種因素影響。本文就影響輸電線路安全運(yùn)行的因素及預(yù)防措施展開(kāi)了深入探討。

關(guān)鍵詞：輸電線路；安全運(yùn)行影響因素；預(yù)防措施

中圖分類(lèi)號(hào)：TM726 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

作為整個(gè)電力系統(tǒng)當(dāng)中的基礎(chǔ)和根本，輸電線路的運(yùn)行質(zhì)量直接影響著電網(wǎng)整體運(yùn)行的安全性和電力供應(yīng)的質(zhì)量。隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的用電需求和對(duì)電能質(zhì)量的要求都有所提升，輸電線路越來(lái)越復(fù)雜。雖然在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步的同時(shí)，電網(wǎng)企業(yè)的輸配電技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)水平都有了很大程度的提升，但鑒于輸電線路自身特點(diǎn)，仍然有很多因素影響著輸電線路運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

一、影響輸電線路運(yùn)行安全性的因素分析

（一）輸電線路本身的建設(shè)質(zhì)量

輸電線路的分布范圍廣、距離長(zhǎng)、地形復(fù)雜多變，且極易受到狂風(fēng)、暴雨、冰雹、雷電等自然災(zāi)害襲擊，故本就應(yīng)在輸電線路建設(shè)時(shí)就對(duì)線路的建設(shè)質(zhì)量提出較高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。輸電線路有架空輸電線路與電纜線路之分，前者架設(shè)在地面上空，主要有桿塔、導(dǎo)地線、接地裝置和線路金具、絕緣子及拉線等組成部分。這些構(gòu)成部件本身的質(zhì)量也是輸電線路安全運(yùn)行的影響因素之一。以鐵塔為例，其常年都暴露在外界環(huán)境之中，隨時(shí)會(huì)遭受到風(fēng)、雨、雪、雷電的侵蝕，對(duì)其結(jié)構(gòu)造成一定損壞，進(jìn)而造成一定的安全隱患，縮短鐵塔的使用壽命。因此，在選購(gòu)鐵塔時(shí)要選擇塔桿表面鍍鋅層均勻，且符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的鐵塔，這是因?yàn)樗U表面的鋅層會(huì)在鐵塔受到外界自然因素影響時(shí)產(chǎn)生一層Zno薄膜，保護(hù)鐵塔的金屬結(jié)構(gòu)，防止其出現(xiàn)腐蝕、生銹問(wèn)題。

（二）人為因素

這里所說(shuō)的人為因素主要有以下幾種情況：一是輸電線路周邊居民在線路下方焚燒農(nóng)作物或垃圾，產(chǎn)生的高溫濃煙和火苗會(huì)引發(fā)線路跳閘；二是不法分子在利益的趨勢(shì)下偷盜線路電纜；三是線路周邊有工程項(xiàng)目施工，施工中高度較高的車(chē)輛或塔吊等在通過(guò)輸電線路下方時(shí)極易與線路發(fā)生觸碰，拉斷線路，甚至引發(fā)安全事故；此外，在一些山區(qū)，輸電線路導(dǎo)線還很容易在開(kāi)山炸石等作業(yè)開(kāi)展過(guò)程中被炸斷。這些都會(huì)對(duì)輸電線路運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性造成威脅。

（三）自然因素

1 強(qiáng)風(fēng)

遭受強(qiáng)風(fēng)侵襲時(shí)，線路的回路會(huì)由于風(fēng)偏的影響而出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象。根據(jù)2013年針對(duì)東北地區(qū)國(guó)家電網(wǎng)的一項(xiàng)調(diào)查顯示，僅這一年發(fā)生在東北地區(qū)國(guó)家電網(wǎng)110kV～500kV輸電線路的跳閘現(xiàn)象就有200次，嚴(yán)重影響了輸電線路運(yùn)行的穩(wěn)定性。引起風(fēng)偏放電的強(qiáng)風(fēng)主要有以下幾種：

其一，颶線風(fēng)。當(dāng)高空中冷空氣遇到低空中的熱空氣時(shí)就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的空氣對(duì)流，進(jìn)而形成風(fēng)帶。此類(lèi)型風(fēng)常發(fā)于夏季的6～8月份，瞬間風(fēng)速可超過(guò) 30m/s，并伴有雷雨和冰雹，最終會(huì)形成一道水線，若水線同閃絡(luò)方向一致時(shí)就會(huì)引發(fā)放電現(xiàn)象。

其二，龍卷風(fēng)。龍卷風(fēng)的瞬間風(fēng)速在與地面相距距離約有50m時(shí)可超出 50m/s，一旦超出線路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)給輸電線路的鐵塔帶來(lái)嚴(yán)重影響，甚至引發(fā)鐵塔倒塌，造成線路故障。

其三，大風(fēng)。分布緊湊的線路桿塔在遭受大風(fēng)侵襲時(shí)會(huì)導(dǎo)致線路出現(xiàn)擺動(dòng)情況，使輸電線路的垂直位移超過(guò)水平位移，引發(fā)線路斷裂。

2 雷電

輸電線路主要會(huì)受到三種情況的雷擊影響，一是直接擊中輸電線路，對(duì)輸電線路危害最大的直擊雷；二是雷電擊中輸電線路桿塔，進(jìn)而導(dǎo)致輸電線線路出現(xiàn)感應(yīng)過(guò)電壓；三是雷電直接擊中避雷針，然后避雷針?lè)磽舻捷旊娋€路上，致使輸電線路癱瘓。

3 冰凍

當(dāng)輸電線路表面覆冰時(shí)會(huì)使輸電線路出現(xiàn)大范圍的冰閃、舞動(dòng)，進(jìn)而引發(fā)線路斷線、倒塔等電力故障。在2014年，僅重慶、江西、湖北、湖南等地就在持續(xù)的低溫雨雪天氣的影響下造成211條輸電線路被覆冰，進(jìn)而引發(fā)斷線和倒塔現(xiàn)象。從冰閃機(jī)理角度來(lái)分析，絕緣子的閃絡(luò)在輕覆冰情況下依舊是由冰污結(jié)合形成的，同絕緣子表面的積污和冰的電導(dǎo)率等因素關(guān)聯(lián)緊密，冰閃常發(fā)于融冰期。

4 鳥(niǎo)害

鳥(niǎo)害主要會(huì)引發(fā)輸電線路出現(xiàn)跳閘事故，主要原因是在鳥(niǎo)類(lèi)把能夠?qū)щ姷募S便排在輸電線路橫擔(dān)上后，這些糞便會(huì)在短暫接觸空氣間隙時(shí)引發(fā)閃絡(luò)現(xiàn)象。此種情況常發(fā)于線路電壓≦220V的輸電線路上，因?yàn)檫@個(gè)級(jí)別的輸電線路絕緣子串間距離很短，鳥(niǎo)糞的存在幫助其構(gòu)成了一個(gè)長(zhǎng)通道，使空間電場(chǎng)發(fā)生改變，在帶電導(dǎo)體和鳥(niǎo)糞構(gòu)成的通道末端的間隙中產(chǎn)生放電現(xiàn)象。

二、針對(duì)以上影響輸電線路安全運(yùn)行因素相應(yīng)的預(yù)防措施

（一）緊抓輸電線路本身的建設(shè)質(zhì)量

在購(gòu)置輸電線路有關(guān)構(gòu)件和設(shè)備時(shí)嚴(yán)格以相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和線路設(shè)計(jì)要求為依據(jù)，到國(guó)家指定單位購(gòu)買(mǎi)或向質(zhì)量、信譽(yù)都有保證的正規(guī)廠家購(gòu)買(mǎi)，并索要有關(guān)產(chǎn)品的合格證與技術(shù)資料。

（二）定期對(duì)輸電線路進(jìn)行檢修和維護(hù)

成立專(zhuān)門(mén)的工作組負(fù)責(zé)輸電線路檢修和維護(hù)工作的管理，并保證檢修、維護(hù)人員兼具扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在實(shí)際工作中要在進(jìn)行一定安全教育培訓(xùn)的前提下明確各自分工，強(qiáng)化工作人員責(zé)任意識(shí)，嚴(yán)格遵照有關(guān)規(guī)范進(jìn)行操作，并詳細(xì)記錄下檢修時(shí)間與發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，根據(jù)實(shí)際情況有針對(duì)性地制定檢修。維護(hù)計(jì)劃，杜絕錯(cuò)檢、漏檢和安全事故發(fā)生。

此外，還要在社會(huì)上開(kāi)展有關(guān)線路、電纜保護(hù)宣傳工作的基礎(chǔ)上加大對(duì)線路的巡視力度，不給不法分子留有偷盜電纜的機(jī)會(huì)。

（三）當(dāng)輸電線路鄰近區(qū)域有工程項(xiàng)目施工時(shí)做好相應(yīng)的施工保護(hù)措施

輸電線路周邊有工程項(xiàng)目在施工時(shí)，可指派專(zhuān)門(mén)人員深入施工現(xiàn)場(chǎng)與項(xiàng)目施工企業(yè)一同就在施工操作影響下可能發(fā)生的線路故障進(jìn)行預(yù)測(cè)，共同商議出相應(yīng)的處理辦法。當(dāng)遇到違章建筑時(shí)還要做好協(xié)調(diào)工作，實(shí)在無(wú)法協(xié)調(diào)的就上報(bào)有關(guān)部門(mén)，通過(guò)法律手段解決。

（四）雷擊防護(hù)

首先，根據(jù)往年雷電流強(qiáng)度和閃電密度分布等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，再綜合考慮輸電線路結(jié)構(gòu)和地貌、地形等因素來(lái)分析雷擊危害與這些因素的內(nèi)在聯(lián)系，參考?xì)v年運(yùn)行數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上做出電網(wǎng)的雷區(qū)分布圖。

其次，分析110V～220V的輸電線路，總結(jié)出易受雷擊的地段及其原因。通過(guò)改造接地電阻來(lái)預(yù)防桿塔遭受雷電襲擊，若改造接地電阻過(guò)程中出現(xiàn)困難，可通過(guò)加裝桿塔拉線或安裝耦合地線于導(dǎo)線下方的辦法解決。

最后，可通過(guò)減小線路保護(hù)角或把側(cè)向避雷針、可控避雷針加設(shè)在桿塔塔頭附近來(lái)防治雷電繞擊桿塔。

（五）冰凍防護(hù)

對(duì)于輕覆冰現(xiàn)象可通過(guò)清理線路污物和增加爬電距離來(lái)避免，具體來(lái)說(shuō)可以在雨雪冰凍天氣發(fā)生之前進(jìn)行污物清理；在塔頭間隙尺寸允許范圍內(nèi)適當(dāng)增加絕緣子的片數(shù)和絕緣子串的長(zhǎng)度。

對(duì)于重度覆冰情況，此時(shí)的絕緣子閃絡(luò)受冰柱形狀和冰凌橋接的程度影響，閃絡(luò)放電的電弧會(huì)直接沿著冰柱和冰凌橋接面發(fā)展，而通常情況下輸電線路的覆冰厚度與線路所處區(qū)域海拔高度間成正比關(guān)系，且會(huì)受低溫冰凍天氣持續(xù)時(shí)間影響。因此，可按不同傘徑間插絕緣子，或是將絕緣子串布置成V型或倒V型等方式來(lái)提高絕緣子的冰閃電壓。需要注意的是當(dāng)采用雙絕緣子串時(shí)為避免冰凌直接橋接，可通過(guò)增大串間距的方式來(lái)避免。

對(duì)于輸電線路導(dǎo)線舞動(dòng)問(wèn)題，產(chǎn)生此種現(xiàn)象的主要原因是導(dǎo)線截面特征在偏心覆冰的影響下發(fā)生了改變，進(jìn)而在風(fēng)力作用下出現(xiàn)不穩(wěn)定馳振。覆冰導(dǎo)線發(fā)生舞動(dòng)現(xiàn)象的概率會(huì)隨著覆冰厚度的增加而增大。但當(dāng)覆冰的迎風(fēng)面冰層厚，背風(fēng)面的冰層薄，厚度分布極其不均勻時(shí)，及時(shí)覆冰厚度并不大，也會(huì)在風(fēng)速、風(fēng)向和偏心覆冰以及線路自身等因素影響下產(chǎn)生導(dǎo)線舞動(dòng)問(wèn)題。

（六）鳥(niǎo)害的防治

把驅(qū)鳥(niǎo)裝置安裝在桿塔之上，或是通過(guò)在輸電線路的絕緣子上方安裝防鳥(niǎo)刺、加設(shè)擋板等來(lái)避免鳥(niǎo)類(lèi)停留在輸電線路上。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，輸電線路運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性直接關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)以及供電的質(zhì)量，鑒于輸電線路的特殊性，在電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行中要綜合考慮能夠影響輸電線路運(yùn)行的各方面因素，有針對(duì)性地事先采取相應(yīng)的防護(hù)措施，而不是等到事故發(fā)生后再進(jìn)行補(bǔ)救。

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