500kV超高壓輸電線路故障診斷與防范策略研究

廖思源

(國網(wǎng)吉林省電力有限公司吉林檢修公司，吉林 吉林 132000)

目前，豐富多樣的輸電設備逐漸滲入各大城市中，對人們的生活產(chǎn)生著一定的影響，但因為500kV超高壓輸電線路存在于室外，外界環(huán)境一旦出現(xiàn)明顯的變化，則500kV超高壓輸電線路同樣會因此受到干擾，為了能夠緩解這種問題，本文具體研究了500kV超高壓輸電線路的故障問題，并且結(jié)合自身的知識以及實際情況，提供了相應的防范措施，希望可以為超高壓輸電線路的故障及防范提供一定的參考價值以及借鑒意義。

1 高壓輸電線路概況

超高壓輸電主要包括500～1000kV電壓等級輸送的電能。我們把220kV輸電指標當做100%，電能在各個領域以及城市得到了廣泛應用，大多數(shù)會用到長距離的運輸，為了把運輸成本有效地降低，使輸電效率更高，就應采用超高壓輸電這個有效途徑。超高壓輸電的適用性更強，有利于社會的良好發(fā)展。

2 500kV輸電線路在線路結(jié)構(gòu)上的特點

2.1 導線

500kV超高壓輸電線路選擇的為分裂導線，分裂導線的機械負荷非常大，其懸垂絕緣子串采用的是單串，以及雙串xp-16絕緣子串。

所選擇的絕緣子組裝類型與導線總拉力是息息相關(guān)的，500kV超高壓輸電線路選擇的為分裂導線，通常選用雙串xp-30或者雙串xp-21形式。用間隙棒把子導線控制好，從而使其始終呈現(xiàn)著分裂狀態(tài)。

2.2 鐵塔基礎

較為普遍的500kV超高壓輸電線路鐵塔的基礎為鋼筋混凝土自立式基礎，假設該地區(qū)的地質(zhì)條件較為惡劣，就有可能采用灌注樁基礎。拿巴基斯坦Lahore-Gudu500kV輸電線來說，自身地區(qū)有很多的地下水，并且環(huán)境也不優(yōu)越，因此，只能選擇灌注樁基礎。我國最普遍的鐵塔基礎現(xiàn)在是斜柱式基礎，在設計的時候，確?；A軸線與鐵塔保持相同的傾斜度，因此，上方壓力直接傳遞至地面與基礎上，不僅可以把基礎承載量有效的提高，還可以把混凝土用量降低。

2.3 桿塔形式

我國以及其他國家應用廣泛的500kV超高壓輸電線路架設方式為鐵塔，我國應用最廣泛的架設方式為自立式鐵塔，依據(jù)導線排列狀況的不同，架設為很多差異性的形狀，如酒杯型、干字型、貓頭鷹型等。鐵塔與普通的線路幾乎相差無幾，可是，超高壓輸電線路的負荷力、距離、塔頭都大很多。

3 500kV輸電線路出現(xiàn)故障的原因

3.1 在線路中風的問題

因為線路遠遠離不開長距離的輸送，所以必然會接觸外部自然環(huán)境。

一是微風振動產(chǎn)生的影響。線路遭到微風一直的干擾，會造成微風振動，不可避免地會導致導線磨損，通常情況下，線路振動會使與其相連的桿塔部件和金具松動，老化的速度比以往更快。

二是舞動帶來的影響。線路如果出現(xiàn)了舞動，則破壞力也會非常大，通常會導致導線燒斷、鞭擊、金具螺栓松動、桿塔歪曲，絕緣子鋼腳裂開引起導線脫落，并且造成跳閘的狀況，使電網(wǎng)安全受到負面影響。

三是風偏故障的影響，此形式以耐張塔的跳線串對桿塔放電居多，從而引起線路跳閘。

3.2 常見的覆冰問題

現(xiàn)階段，我國北方的覆冰問題較為嚴重，由于輸電線路處在自然環(huán)境中，所以極易產(chǎn)生覆冰問題，恰恰因為這個問題的產(chǎn)生，500kV線路才會頻繁地出現(xiàn)故障。導線覆冰大體上有四種情況，依次是濕雪、霧凇、混合凍結(jié)、雨淞。覆冰使導線的垂直荷載被加重，從而造成導線斷裂。

3.3 線路自身存在的污閃問題

輸電線路絕緣子要求在長期運行電壓、大氣過電壓、內(nèi)部過電壓下都可以順利地運行。但在絕緣子表面上存留了大量的污穢，受到小雨、霧天的影響，導致在運行電壓中輸電線路出現(xiàn)污穢閃絡事故。

3.4 雷擊現(xiàn)象

500kV線路的反擊耐雷水平通常超過在100kA，但是，繞擊耐雷水平僅僅為20～50kA，避雷線的保護角直接影響著繞擊。

3.5 線路外力破壞故障

第一是電力設施保護區(qū)內(nèi)施工帶來的影響；第二是線下三跨施工帶來的影響；第三是由于在輸電線路的下部釣魚、焚燒農(nóng)作物、違章建房、山火等。

4 500KV輸電線路故障查找

4.1 故障分析和故障查找同時進行

通常情況下，500kV輸電線路都不在中心市區(qū)，相關(guān)人員從起始地到目的地花費的時間較長，所以接收到故障通知的時候，必須盡快組織相關(guān)人員來分析故障，并且要求距離故障地點最近的人員立即去現(xiàn)場查找故障，達到現(xiàn)場以后，首先，要參考調(diào)度給出的故障信息，有方向的查找關(guān)鍵的線路區(qū)域；其次，是參考線路故障的天氣狀況，仔細判斷導致故障出現(xiàn)的原因，從而把查找范圍縮短。

4.2 全面掌握故障分析的情況

在查找故障之前，故障查找人員必須對故障的線路情況有充分的了解，從而保證及時地查找出故障點，然后，采取修復的措施。

4.3 確保數(shù)據(jù)的準確性

對于500kV輸電線路故障的查找而言，數(shù)據(jù)的準確性是極為關(guān)鍵的。在500kV輸電線路故障跳閘以后，故障查找人員應參考行波測距數(shù)據(jù)、保護動作數(shù)據(jù)、在線監(jiān)測數(shù)據(jù)、雷電定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)等，從而確保數(shù)據(jù)的準確性。

5 超高壓輸電線路的故障預防措施

5.1 在線監(jiān)測

在線監(jiān)測指的是利用各個探測儀器對輸電線路的漏電、溫度等進行監(jiān)測，在設備的借助之下，把其轉(zhuǎn)變成圖像與數(shù)據(jù)，從而使更加直觀地展示出輸電線路的各個故障，明確故障點的難度就會降低。并且，能夠更有效地監(jiān)測故障多發(fā)點，同時，把評價完成好，為了把故障率降低，還需要把故障應急方案提前制定好，從而大大提高處理效率。利用在線監(jiān)測可以更直接有效地找出故障點，防止超高壓危害到檢修人員的安全，可以確保線路的安全運行，也為工作人員的人身安全提供有效的保障。

5.2 量測

通過新時期的信息技術(shù)來量測現(xiàn)場。新時期的信息技術(shù)不僅把線路巡視的工作效率有效地提高了，還加強了其效果，在信息技術(shù)升級以前，進行實地測量時，都是采用望遠鏡、經(jīng)緯儀等，但是，在科技快速發(fā)展的現(xiàn)代社會中，RTK量測方式完美地取代了他們，直接把各類障礙物帶來的影響降到最低，應用該技術(shù)可以完成自動化測量，測量的精準度會更高，速度會更快，并且利用數(shù)字模型這個工具，在對數(shù)據(jù)進行處理的時候更加簡單。

5.3 絕緣子

絕緣子在輸電線路中占據(jù)重要位置，目前，輸電線路的需求逐漸增大，絕緣子也應發(fā)揮出作用。復合絕緣子的出現(xiàn)剛好可以實現(xiàn)。它的抗污閃性能非常好，可以減少線路的維護難度，可以推動電網(wǎng)的穩(wěn)定發(fā)展。并且，復合絕緣子可以把鐵架以及線路的重量有效地降低，因為在超高壓輸電線路的發(fā)展過程中，其關(guān)鍵部分就是復合絕緣子，有些發(fā)達國家的工程已經(jīng)采用了復合絕緣子。我國企業(yè)意識到復合絕緣子的實際價值，也開始應用。在此過程中，需要按照具體的實際情況來選擇。由于我國輸電線路涉及到的領域較多，所以要依據(jù)當?shù)氐奶鞖?、污染狀況等，對絕緣子進行科學的選擇和設計。

5.4 環(huán)境預防

信息化的設備可以完成視頻的傳輸，以及對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的檢測，倘若系統(tǒng)傳感器感應到現(xiàn)場出現(xiàn)波動的時候，就會馬上發(fā)出報警信息，把現(xiàn)場的實際情況反饋給信息監(jiān)控中心，可以探索建立一個無人機、人工巡視、直升機三者有機結(jié)合的巡線模式。

6 結(jié)語

社會對電能的需求量由于受到國民經(jīng)濟增長的影響進行了大幅度快速試的提升，并且賦予了電力運輸領域全新的生機，也帶來了重大的挑戰(zhàn)。本文主要研究了500kV輸電線路目前存在的故障問題，從結(jié)構(gòu)特點、概況以及故障查找，并在此基礎上，提供了部分避免超高壓輸電線路故障出現(xiàn)的防范措施，希望對于相關(guān)領域有所幫助，從而使電力運輸領域的發(fā)展更上一層樓。