芻議輸配電線路安全措施

江蘇連云港供電公司 張文強

1.前言

當今，輸配電線路的安全穩定運行與國民生產和人們日常生活息息相關，提高配電網的安全運行水平已經成為各級供電企業的重要運營任務之一。輸配電線路作為連接電路網絡與用戶、設備的媒介，其可靠性與穩定性對供電質量意義重大。通過合理設計、精心施工、科學的運行管理，才能保證配電網安全、可靠、優質、經濟運行，以保證供電企業的經濟效益和社會效益。

2.輸配電線路的防雷

由于輸配電線路的分散性和雷電現象的復雜性，鑒于目前的技術，對輸配電線路還不可能做到絕對的防雷。此外，雷擊線路時，自線路入侵的雷電波也是威脅變電所的主要因素。綜合考慮技術和經濟措施，提高線路的防雷能力，可以提高電網運行的可靠性。輸配電線路防雷性能的優劣，主要有兩個指標來衡量：

（1）耐雷水平，即雷擊線路絕緣不發生閃烙的最大電流幅值。

（2）雷擊跳閘率，每100km 線路每年由雷擊引起的跳閘次數。所以，要提高防雷水平，必須做四道防線：第一、使輸電線路不直接受雷；第二、線路受雷后，絕緣不發生閃絡；第三、閃絡后不建立穩定的工頻電弧；第四、建立電弧后，不中斷電力供應。

針對這四道防線，可以采用下列措施：

（1）架設避雷線。主要是防止雷電直擊導線，此外，架設避雷線對雷電流有分流的作用，可以減少流入桿塔的雷電流，使塔頂電位下降，對導線有禍合作用，降低雷擊桿塔時絕緣子串上的電壓，對導線有屏蔽作用，可降低導線上的感應電壓。110kV及以上電壓等級的線路，一般要全線架設避雷線。

（2）降低桿塔的接地電阻。這是提高線路耐雷水平，防止反擊的有效措施。相關規程規定，有避雷線的線路，每基桿塔的工頻接地電阻應在允許的范圍內。

（3）架設藕合地線。即在導線下方架設地線的措施，是增加避雷線與導線間的禍合作用，以降低絕緣子串上的電壓。禍合地線還可增加對雷電流的分流作用。

（4）采用不平衡的絕緣方式。同桿架設的雙回線路，采用的防雷措施不能滿足要求時，采用不平衡絕緣方式，來降低雙回線路雷擊時的跳閘率，以保證不中斷供電。不平衡絕緣方式的原則：一般是使雙回路的絕緣子串片數有差異，，這樣，雷擊時絕緣子串片少的回路先閃絡，閃絡后的導線相當于地線，增加了對另一回導線的禍合作用，提高了另一回線路的耐雷水平，，使之不發生閃絡，以保證另一回線路可以繼續供電。

（5）采用消弧線圈的接地方式。城市中的配電線路大多采用中性點不接地的方式，雷擊所引起的大多數單相接地故障能夠自動消除，不致于引起相間短路和跳閘：而在兩相或三相著雷時，雷擊所引起第一相導線閃絡和絕緣子串上的電壓下降，從而提高了線路的耐雷水平。

（6）裝設自動重合閘。由于雷擊而造成的閃絡，大多數能在跳閘后自行恢復絕緣性能，所以重合閘的成功率也較高，它是保證不中斷供電的有效措施。城市中的配電線路一般都裝設有重合閘（雙電源及電纜出線較長的線路除外）。

（7）裝設排氣式避雷器。一般在線路交叉處和在高桿塔上，裝設排氣式避雷器以限制過電壓。特別是帶絕緣的配電線路，在受雷擊時的過電壓比較明顯，裝設排氣式避雷器以限制過電壓是一種有效的方法。電纜進、出線，可利用電纜與排氣式避雷器聯合作用的典型進線保護。所以，帶絕緣的架空線路應在適當的位置安裝避雷器以限制過電壓。

（8）加強絕緣。對于高桿塔，可采取增加絕緣子串片數的辦法來提高防雷性能，高桿塔的等值電感大，感應過電壓高，繞擊率也隨著高度而增加。

（9）減小接地電阻。減小接地電阻可明顯提高線路的反擊耐雷水平。

（10）盡可能降低鐵塔高度。當塔高增加時，繞擊雷會增加。因為桿塔高度增加，地面屏蔽效應減弱，繞擊區變大，使更多的雷不擊中地面而是擊中導線。因此，從減少繞擊的角度出發，應盡量降低桿塔高度。

（11）增加桿塔絕緣。線路繞擊耐雷水平與線路絕緣的50%放電電壓密切相關，其表達式是I＝2 U50%／Z，式中I是能引起繞擊的最小雷電流；Z是線路波阻抗。從式中可看出，增加線路絕緣（如增加絕緣子片數）對減少繞擊數是有利的。

（12）減小邊導線保護角。減小邊導線保護角可有效降低繞擊概率，在山區可采用負保護角塔，這樣可達到較好的避雷效果。

（13）塔上橫擔處加裝避雷針。在塔上橫擔處加裝避雷針可有效屏蔽線路的邊導線，使繞擊雷擊在側向避雷針上，從而減少雷擊次數。

3.絕緣子的防污

戶外絕緣子，常年受到工業污穢或自然界的鹽堿、飛塵的污染，在毛毛雨、霧、或濕度大的天氣條件下，絕緣子表面的污穢塵埃被潤濕，表面電導劇增，使絕緣子的泄漏電流劇增，其結果導致絕緣子在工頻和操作沖擊電壓下的閃絡電壓（污閃電壓）明顯降低，甚至有可能使絕緣子在工作電壓下發生閃絡。對于運行中的線路，為了防止絕緣子的污閃，保證電力系統的安全運行，可以采取下列措施：

①對污穢絕緣子定期或不定期地進行清掃，或者采用帶電、帶水沖洗。這樣，就可以有效地減少或防止污閃事故的發生。裝設泄漏電流記錄器，根據泄漏電流的幅值和脈沖數來監視污穢絕緣子的運行情況，發出預告信號，以便及時進行清掃。

②在絕緣子表面涂一層特殊的防塵材料，如有機硅脂、有機硅油、地蠟等，使絕緣子表面在潮濕天氣下形成水滴，但不形成連續的水膜，表面電阻大，從而有效地減少了泄漏電流，使閃絡電壓不致于降低太多。

③加強絕緣和采用防污絕緣子。加強線路絕緣，其最簡單的方法是增加絕緣子串中絕緣子的片數，以增大爬電距離。不過，此方法只適用于污染區域范圍不大的情況，否則很不經濟。這是因為，增加絕緣子串中絕緣子片數后，必須相應地提高桿塔的高度。采用專用的防污絕緣子，可以有效地避免以上的缺點，因為防污絕緣子在不增加結構高度的情況下，泄漏距離明顯增大。

④采用半導體釉絕緣子。這種絕緣子釉層的表面電阻為10.6～10.8，在運行一中利用半導體釉層流過均勻的泄漏電流加熱表面，使介質表面干燥，同時使絕緣子表面的電壓分布較均勻，從而能保持較高的閃絡電壓。

4.線路的防風工作

隨著電網建設規模迅速擴大，輸電線路日益增多，通過復雜地形及惡劣氣候條件地區的線路越來越多，同時，由于自然條件的變化，線路風偏跳閘明顯增多，給系統的安全穩定運行帶來了較大影響，主要是外因和內因兩方面因素造成的。外因是自然界發生的強風和暴雨天氣；內因是輸電線路抵御強風的能力不足。找出影響風偏閃絡的關鍵因素，采取有針對性的方法和措施，就可以提高線路的安全運行水平。線路風偏跳閘和非計劃停運與當地天氣異常、局部地區自然災害頻發等主要因素有關，同時也暴露出了輸電線路點多線長，抵御惡劣氣象條件能力較差的缺陷，風偏閃絡多發生在微地形、微氣象地區，在線路設計時應對這些地區給予考慮和關注。

（1）加強、加固桿塔的基礎。桿塔基礎是否下沉、外露，埋深是否足夠，桿塔本體是否受到破壞，若不符合規程、規定的要求，要及時采取措施，保證桿塔的完好性、安全性，這是防止倒桿塔的有效措施。特別要注意終端塔、轉角塔的加強、加固。

（2）設計上采取針對性措施。

①合理規劃設計，改進設計方法，對于耐張塔，轉角塔外角和內角采用絕緣子串跳線；對直線塔風偏治理一般可采用三相改V型串、中相改V串邊相加長橫擔、三相加掛雙串并加重錘等幾種治理措施。

②合理選擇設計氣象條件，改進設計手段和方法，對于新建線路，應結合己有的運行經驗，對于微氣象區特征明顯、颮線風頻發地帶，線路的設計應考慮到最不利的氣象條件組合，適度提高風偏放電的設防水平，設計時應留有適當的裕度，以減小線路投運后遇惡劣天氣時出現跳閘的可能性，在選擇線路走徑時，應盡可能避免橫穿風口、江河湖面；提高強風地帶的絕緣配置和機械強度；對局部微氣象、微地形地區提高設計風速及桿塔、金具、絕緣子等的設計安全系數，加大電氣距離。

③收集運行資料，提高防風能力，加強對微氣候區的觀測和記錄，積累運行資料，加強線路所經區域的氣象資料收集，特別是胞線風的數據收集，包括發生時段、頻率、風速、區域等，并加強導線風偏的觀測和記錄。

④開展科研試驗，抑制風偏事故。對設計中氣象條件的選定、各種不利氣象條件的組合、風偏計算中的參數等應進行進一步探討和研究。開展有暴雨和強風定向作用下空氣間隙的工頻放電試驗，得出數據及曲線，為今后的風偏設計提供合理的技術依據和參數，開發輸電線路塔上氣象參數及導線風偏的在線監測系統。

⑤防風設計和改造應在對線路工程投資、設備選型設計、建設造價、運行成本和運行后的技改大修費用等綜合因素分析比較的基礎上進行。

5.防外力破壞方面

外力破壞故障的危害性很大，一旦發生就常常為永久性故障。這些故障也是可以控制或減少的。

5.1 車撞桿塔(拉線)：隨著鄉鎮公路、機耕路的發展，使得一些桿塔旁邊本來沒有路的又形成了路。因此，車撞桿塔(拉線)的事故不斷發生。

5.2 外物短路：包括社會基礎建設，近幾年，地區高鐵、高速公路、開發區建設等施工造成的外物短路（大型機械碰線）和沿線居民活動（違章建房，索要賠償的利益驅動）造成的外物短路。要減少這類事故，主要是要同社會各部門建立聯防機制，建立危險點源跟蹤管理檔案，從發現大型機械作業之日起，就要進行必要的監控；其次加強電力設施保護宣傳工作。

5.3 桿塔、拉線被盜：近幾年，本電網相繼發生了拉線被盜引起倒桿或短路事故，并且拉線UT線夾、塔材、接地引線被盜的事件頻繁發生。采取措施：對易盜區鐵塔使用防盜螺栓，線路拉棒包裹環氧樹脂水泥等。

除了技術防盜外，還需要我們加強電力法規的宣傳和發動群眾護線，積極依靠政府采取社會治安綜合治理，才能有效預防桿塔、拉線被盜事故。

6.山火放電

一些農民在山上燒荒種植或在甘蔗地、田地收獲后燒燒荒作肥，如果火正在導線下方，在高溫高電壓下，導線就會發生對地或相間放電。要防止山火放電，需要加強對有燒荒習慣的地區的宣傳工作，在適當位置安裝禁止燒荒的標志牌。

7.防交叉跨越放電

7.1 如果在施工時弧垂過大或設計時交叉跨越對地距離不夠，線路運行后，由于導線的初伸長展放，導線弧垂會逐漸增大，在高溫或最大風時，弧垂達到最大，就會發生交叉跨越放電。

7.2 如果在線路走廊內的被跨越物或線路本身發生變化（如新增跨越物、樹竹生長等），使交叉跨越距離減少，在高溫或最大風時，弧垂達到最大，就會發生交叉跨越放電。

7.3 線路導地線的弧垂普遍偏大，90%以上的耐張段的弧垂誤差和相間誤差超過“驗收規范”和“運行規程”的要求，弧垂誤差大的達到5～6倍甚至更大，相間誤差大的達到2～3米甚至更大，造成導線對地距離不夠和相間距離不夠。除了不按設計施工外的原因外，更重要的原因是沒有按規范規定進行驗收，通常只是登桿檢查，驗收項目不全，沒有測量項目。

7.4 通道內的樹木再生長太快，砍伐阻力大。重點開展了走廊樹木大清理工作。通過交叉跨越、對地距離的整治和走廊的清理工作，線路的安全運行得到保障。

防止交叉跨越放電發生，需要提高設計質量和水平，提高跨越距離和對地距離，通過林區按高跨設計；提高線路施工質量，按規范規定進行線路驗收，提高線路驗收水平；加強線路運行維護，及時發現和清理不符合交叉跨越要求的問題。

8.防鳥害的預防措施

鳥害主要發生在冬、春季節。鳥害的基本形式有三種：一是在桿塔上筑巢，樹枝等筑巢材料下落，短接絕緣子串引起跳閘；二是鳥糞下落并污染絕緣子串，使線路絕緣水平降低，最終導致線路跳閘；三是連續不斷的鳥糞柱使導線與桿塔之間的綜合空氣間隙不夠造成間隙放電引起跳閘。第一、第三種故障，很難查出其故障點，但有個特點是：橫擔上和導線上(或導線的金具上)必然有放電痕跡。

防止鳥害比較經濟有效的措施是在絕緣子上方鳥類好棲息的桿塔構件上安裝防鳥器。

防鳥害是輸電線路運行單位的一項重要的季節性工作，為維護動物生態平衡，保護珍貴、瀕危鳥類，不可能全部采取強行驅趕的方法，只能采取針對性的防護措施。如：驅趕、保護、引導到別處筑巢法等，要想取得預期效果，必須從以下方面開展工作：

8.1 準確劃分架空送電線路鳥害區域。要深入線路沿線，摸清鳥活動頻繁的鐵塔，有鳥巢和發生過鳥害的鐵塔，上述桿塔應作為重點鳥害區域

8.2 加強線路巡視，若發現鐵塔掛點上方有鳥巢，必須盡快拆除，并安裝防鳥設施。

8.3 對鳥害區域，必須在每年十一月上旬前安裝好防鳥設施，更換已發現的零值瓷瓶，重點采用防鳥刺、防鳥罩、防鳥擋板、風車、反光鏡、經鳥牌、高頻聲音發生器、在經常筑巢的附近掛死鳥、裝上假人等，作好防鳥害準備工作（見圖9.3-9.10）。

8.4 在鳥害季節里，線路運行維護人員應重視群鳥和大鳥活動情況觀察，重視防鳥設施巡視和維護工作，發現損壞的和有必要增添防鳥設施情況，應及時更換和安裝。另外還應重視鳥害區資瓶表現臟污情況觀察，對鳥糞污染和表面臟污的資瓶及時安排帶電清掃。

8.5 要完善和開發新的防鳥設施。

8.6 建立防鳥工作資料臺帳，做到記錄與現場情況相符。

9.防自然災害

輸電線路自然災害(包括大風、覆冰、洪水、泥石流、落石引起桿倒或變形，大風、覆冰引起導線舞動短路、斷線等)

9.1 大風倒桿、覆冰倒桿的原因

9.1.1 大風或覆冰超過設計標準。

9.1.2 桿塔螺栓松造成整個桿塔結構強度降低。據平時觀測，各地區有很多耐張塔都有內傾現象，這就是由于桿塔螺栓松造成的。前面已提到，使用常用工具，人的手扳力緊桿塔螺栓難以達到螺栓扭矩要求。如果驗收沒有抽檢查螺栓扭矩，就會使很多桿塔結構不滿足要求的線路投入運行。而運行后又沒有采取措施去消除，運行規程規定：桿塔緊固螺栓，5年1次，新線投運1年后需緊固1次，實際上，根本沒有哪個公司能執行。

9.2 防洪水沖刷倒桿

要防止此類事故，要求在設計選線時避開洪水沖刷區、遠離易落石區或采取措施。對于運行中的線路，進行易沖刷區的劃分，加強其防洪檢查。

9.3 預防措施

對線路沿線的微氣候進行調查、觀測（有特征），找出一些最大風超過設計風速或最大覆冰超過設計覆冰的微氣候，對其桿塔、基礎進行加固。檢查對運行線路的桿塔進行螺栓緊固。

10.結束語

防范自然的、人為的各種影響因素，做好各類檢修與維護工作，促進輸配電線路的安全、正常運行。輸配電網絡存在問題是客觀實事，這就要求各級供電企業高度重視起來，依靠科學的安全運行管理制度和經驗，不斷開展規范化管理，完善崗位責任制，不斷加強制度建設，城市電網建設是市政基礎設施建設的重要組成部分，是地區經濟建設和發展的有力保障。

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[2]楊遠.輸電線路防雷擊跳閘措施的研究[C].貴州省電機工程學會2007年優秀論文集,2008.

[3]李建忠.如何做好輸配電線路安全運行維護工作[J].電力安全技術,2007(05).