淺談高壓輸電路線的故障類型分析及防治措施

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摘要：電力系統在我國經濟建設中發揮著重要作用，電力系統設施的維護也是電力工作的重要內容之一。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，由于自然環境和輸電線路自身設備因素等，輸電線路不可避免的在運行過程中出現跳閘、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，提高電力傳輸的可靠性和穩定性，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的研究具有十分重要的意義。我國電力系統在高壓輸電線路運行故障方面已經有了一定的研究，但是就目前我國的高壓輸電線路來看，運行中故障的出現是比較頻繁的，嚴重的影響了電力系統的正常運行。因此，在今后的電力系統發展中，要加強對高壓輸電線路故障的研究，同時根據故障產生的原因來研究運行故障中的防治技術，從而為電力系統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

根據雷電定位系統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。

根據工程技術人員在實踐中長期積累的經驗，形成了根據輸電線路閃絡相別來識別雷擊故障類型的判斷規則，見圖1。

圖1經驗規則

根據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，桿塔橫擔以上和桿塔下部的雷電流方向相同；雷電繞擊導線，絕緣子閃絡后，桿塔橫擔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 桿塔中不同部位發生雷擊閃絡時的雷電流

1.2風偏故障

局地強風是導致線路放電的直接原因。根據氣象部門的報告和現場查詢，風偏放電發生的區域一般均出現了少有的強風，除臺風、龍卷風外，還有一種颮線風。它是由高空冷空氣在所經區域移動較慢，與低空熱空氣在局部小范圍內不斷交匯，形成中小尺度局部強對流所致，具有以下特征：①常發生在局部區域，范圍為幾平方公里至十幾平方公里，空氣對流能量大，形成一定寬度的風帶；②風力強勁，瞬時風速>30m/s；③生成快、消失快、陣發性強，持續時間<數十min；④大多發生在6、7月；⑤常伴有雷雨和冰雹。

在強風作用下，導線沿風向會出現一定的位移和偏轉。另外，在間隙減小，空間場強增大時，在導線金具的尖端和桿塔構件的尖端上會出現局部高場強，使放電更容易在這些位置發生，從現場觀測到的放電痕跡來看，一部分放電出現在腳釘、防振錘和角鐵邊緣尖端上正說明了這一點。

暴雨導致空氣間隙的放電電壓降低。由于強風常伴有暴雨，在強風的作用下，暴雨會沿風向形成定向性的間斷型水線。如果水線的定向與閃絡路徑成同一方向，將使間隙的放電電壓降低。發生放電時導線風偏角會很大，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。

設計對惡劣氣象條件的估計不足。發生風偏放電的線路，在設計中考慮的最大風速大多為30m/s，對局地微氣象區、強風區等特殊區域的針對性不足，輸電線路風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，故今后應多研究特殊地形及微氣象區的塔型設計與選擇。

1.3覆冰、舞動故障

近年來，由覆冰引起的輸電線路跳閘數及事故數逐年增多，已經威脅到電網的安全穩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、導線斷股、金具和絕緣子損壞、絕緣子閃絡等事故。

覆冰導線在風作用下發生舞動：當導線上覆冰不均勻時，由于其斷面的不對稱，風吹導線時就會產生空氣動力學上的不穩定，在相應風力的作用下，導線會發生低頻（0.1～3Hz）、大振幅（>10m）的舞動。導線舞動將引起差頻荷載，從而導致金具損壞、導線斷股、相間短路、線路跳閘及桿塔傾斜或倒塌等嚴重事故。

1.4鳥害故障

該故障出現情況沒有任何地域限制。當鳥在輸電線路桿塔上棲息時，會出現排糞情況，鳥糞會短接絕緣子串，導致線路發生故障跳閘。而關于鳥糞閃絡這一現象，多會出現在清晨，因為根據鳥類的生活習慣，清晨較活躍，如果剛好這段時間氣溫低，濕度大，則是故障發生的最佳時段。

2、高壓輸電線路的故障防治措施

2.1導線斷股、損傷及閃絡燒傷故障的預防

對于經過風吹有較大擺動的導線要及時作出調整，如有松弛現象則進行適當調緊，或者在兩個桿塔中間裝設一根桿塔，將檔距縮短，穩定導線。在線夾的附近位置導線中加裝防震錘或者護線條等保護措施，從而避免導線出現振動等問題。制作護線條要與導線材料相同，外形為兩頭細、中間粗的鋁棍。在線夾處用護線條纏裹導線，提升導線的機械強度，并且可以避免導線振動時在夾出口處出現劇烈的曲折現象。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線中。當導線發生振動時，防震錘自身的重量及彈性會阻止導線進一步振動。對于耐張塔中的跳線要對其擺動的情況密切關注，在擺度狀態下不得對桿塔、拉線或者橫擔發生放電，如果出現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，從而可以避免風吹跳線使其擺動。

2.2增加輸電線路的避雷設施，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施，例如可以增加避雷器的安裝數量，在輸電線路的各個重要部位都安裝避雷器，應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。

首先要對各地區的落雷分布狀態及雷電流強度進行系統的分析，盡可能掌握雷電電流強度與地形以及線路結構之間的關系，并研究出雷擊與線路跳閘之間的潛在規律。根據所繪制出的電網雷電區域分布圖，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。

2.3覆冰故障防治措施

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

2.4輸電線路的抗冰設計及除冰方法

在對輸電線路進行抗冰設計時，首先要根據線路所在地區的實際情況，來對線路的覆冰區和覆冰厚度進行分析，使線路避開嚴重覆冰地段，盡可能的設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，還應該對地線支架進行系統的補強，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、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。需要根據不同的實際情況，來選擇除冰效果最好的方法。

3、結語

通過文本分析可知，在輸電線路的運行過程中，必須對出現的故障進行認真分析，總結原因并制定解決方案。保證輸電線路的整體運行滿足電網需要，提高輸電線路的整體運行質量。

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