試析電力系統輸電線路常見故障和維護管理

張滿泉

摘 要：由于人們用電量不斷的增加，人們也越來越關注電力系統運行安全性的問題。電網的重要組成部分是架空輸電線路，因為它具有地形復雜、距離長的特征，很容易在運行中出故障。文章基于這一背景，簡單闡述了電力系統輸電線路常見故障，并在此基礎上提出相對應的措施，旨在提高配電網的管理水平。

關鍵詞：輸電線路；故障；預防措施

前言

隨著我國經濟的快速發展，產業的結構也慢慢開始優化，很多大城市都已經邁入發展的快車道，綜合的實力不斷的強化。近幾年，大量城市每年的供電幾乎都是按10%以上的增長率不斷在上升，致使人們對電力系統的要求（特別是安全問題）日益提升。電力系統最重要的組成部分是架空輸電路，它是電力輸送的終端。架空線路的安全運行和一些間接的或者直接的原因都有一定程度的關系，比如供電情況太復雜、需要直接面對用戶端、地理環境的影響、氣候影響、設備質量問題、線路太復雜、面積廣、點太多等。正常情況下，我們一般按照事故的程度、范圍以及損失大小的實際情況，把故障分作以下幾點：一般故障、重大故障、特大故障三種。而這一些故障分別表現為：線路跳閘或者斷線倒桿、線路內部解列或者振蕩、超出了預定時間、沒有計劃的少送電，或者停電、停電時間太長等。文章根據實際的配電網絡情況，把最近幾年電力系統故障導致的事故問題進行研究分析，重點分析了致使出電路出題的弱點，并探討出有效的具體措施。

一、電力系統輸電線路常見故障和維護管理措施

一般線路故障有：大風故障、污閃故障及雷擊的故障等。在這當中，最主要的是季節性故障。主要的表現形式有：元件的損壞、跳閘等。下面主要是從一般經常發生的故障原因為切入點，主要是介紹各種故障發生的原因以及維護管理措施、處理辦法。

（一）雷擊故障原因及防雷維護管理措施

架空輸電線路最容易發生的事故是雷擊事故。根據我國輸電事故的相關統計，占60%以上的都是雷擊事故，在一些強雷或者多雷地區，雷擊事故一般可達70%以上的輸電事故。所以在架空線路安全運作中一項非常重要的工作就是線路防雷的工作。一般發生雷擊事故的原因有：第一，對于線路的絕緣水平過低。絕緣子串低劣、絕緣子片數量太少，或者零值的絕緣子不能在第一時間更換掉，導致絕緣子串偏低，這樣在打雷的時候，閃絡概率會進一步的增加。第二，避雷線路的布置不正確。有的是保護角太大，根本不能夠很好的保護線路，這樣很容易被雷擊中，而且避雷線這個時候一般都會失效，出現雷擊直擊的現象。第三，避雷線的問題。一種是避雷線和導線之間的距離不對，另一種是避雷線接地時不良。第一種現象是因為線路交叉跨越不夠，線路防雷比較弱的地方處理措施不正確，或者線路正好在活動強烈的地方。第二種現象是因為避雷線接地不良，也就是接地的時候電阻太大，致使耐雷水平降低，因此引起雷擊事故發生。

正確防雷措施主要包括：第一，架設好避雷線，預防線路受到雷電直擊并引雷入地。第二，加強線路的絕緣，改善線路接地，保障線路在被雷擊中出現絕緣閃絡。第三，保障線路受擊發生閃絡時不出現跳閘短路的故障，所以必須減小線路絕緣上面的工頻電場的強度，也可以使用中性點不直接接地系統。第四，使用自動合閘，用環網供電或者雙回路，保障一旦出現跳閘情況也不會斷電。

防雷最基本的措施是架設避雷線，這樣能夠讓線路絕緣上的電位和沒有電線的時候相比降低五倍。如果考慮分流的作用，還會不斷的降低。屏蔽、耦合、分流以及保護是避雷線的主要作用。

如果想改善接地電阻比較困難時，可以增加一些絕緣子片。例如：在原有的絕緣子串基礎上再添加一到兩片絕緣子片，這樣能夠有效的提高線路的耐雷水平和絕緣水平。對一些已經做好并且開始運行的線路，在滿足線路內部過電壓要求及正常運行的基礎上，可以在有限的范疇內強化絕緣，但是一般這種方法使用的很少，多數是在雷電活動強烈地方或者高海拔的地方會使用到。

提升線路的耐雷水平，可以有效的降低雷擊跳閘的頻率，這種情況采用的線路電阻都很高。其原理主要在于，首先能夠增加底線與導線之間的耦合作用，如果有雷擊中塔頂的時候，會產生比雷擊更高的電壓，這樣能加強絕緣子串所承受的雷擊電壓；其次能夠將桿塔的分流系數降低，尤其是接地電阻很高的時候，能在一定程度上降低塔頂的電位。

我們也可以考慮一些防雷新設備，來提高防雷效果。例如，安裝帶外串聯間隙的復合外套氧化鋅避雷器CXMOA，是效果好、費用低、用戶最樂意接手的方案。使用CXMOA的預期目標及特點：

（1）提高線路的耐雷水平，減少跳閘率，提高用電可靠性。

（2）在雷電活動頻繁、跨江鐵塔、沿海、土壤電阻率高、接地電阻大、巡線困難的山區、要求供電可靠性特別高的地區，CXMOA是最理想的選擇。

（3）復合外套避雷器工藝技術的發展，使線路避雷器能達到體積小、重量輕、保護性能優異、耐污性能高、免維護等運行要求，奠定了CXMOA懸掛于桿塔、沿線路安裝的基礎。

（二）絕緣子的污閃故障原因及防污維護管理措施

一般污閃是由于絕緣子受污染并在正常運行的時候和絕緣表面出現閃絡現象造成。會導致供電中斷、導線燒傷、線路跳閘等現象出現。

其故障的表現形式包括：

線路污閃故障的方式主要有：導地線燒傷、絕緣子串閃絡、桿塔或導地線上面的一些金屬部件發生氧化生銹，及由這些引發的供電中斷、線路跳閘等。污閃事故的發生一般有以下特點：一是高電壓長時間運行導致的污閃事故；二是具有很強的區域性，有高頻率的多點跳閘，同時重合的成功幾率很小。一般發生時會造成長時間、大面積的停電事故，并且自動重合閘對此無能為力。后果嚴重、范圍廣、面積大的區域性故障，是污閃事故危害電力系統重大的原因之一。三是氣象條件和季節與污閃事故有緊密的聯系。一般發生時的氣象條件有濕度大、溫度低的特點，如雨夾雪、小雪、大霧等天氣。發生時間一般在清晨、后半夜或傍晚，冬季和秋季的后期是污閃故障的高發期。

預防措施：一是對于區域進行準確的劃分，標明污穢等級，可以為防污、運行維護、線路設計等提供數據依據；二是運行維護需要加強。即有規劃性的對于線路做好考察工作，在考察的過程中要多看多聽。當絕緣子受到嚴重污染時，白天能夠發出較大的放電聲音。對于特殊氣象條件的天氣要加強考察的力度，如日出前或夜間等，及時更換或檢測不良絕緣子。如果不良的絕緣子存在于線路中，會導致線路的絕緣能力顯著降低，當周圍環境出現些許污穢時，就非常容易引發污穢事故。所以要定期對絕緣子進行檢測，發現不良絕緣子時及時進行更換，使線路始終保持正常的絕緣水平。三是要加強防污工作，定期要對絕緣子進行清掃，一般情況下是每年一次。使用防污絕緣子能有效改善防污事故，防污絕緣子主要有大盤徑、大爬距、雙傘型等，這種絕緣子相對于普通絕緣子爬距能力提升了40%到50%，不僅不易堆積污穢、表面光滑，并且還具有一定的自潔能力。防污的主要措施是增加絕緣子的片數，即調爬。但是調爬一般要注意兩個問題：不能不假思索的將所有的線路都由防污絕緣子替代；在調爬時要與變電站的絕緣進行配合，不然會產生適得其反的后果。

（三）大風故障原因及防風維護管理措施

一般大風故障主要因素有如下方面：設計的問題，考慮不周全，違反了客觀規律；施工時產生的缺陷沒有進行處理，如拉線角度、基礎結構等；客觀因素，主要是嚴峻的氣象超過了預期值；維護問題，線路存在發現不及時且處理不及時等問題。

對配網線路的風災進行分析，有如下結論：

（1）沿海地區鹽密值較高，配網線路金屬構件容易氧化銹蝕，導致殘舊線路比例較大。

（2）離海岸線50km區間范圍內為配網線路防臺風重要區段，臺區登陸后會逐漸減弱。

（3）臺風特有的荷載特性是造成架空線路風災事故的主要原因，一般情況下臺風的瞬時風荷載超過了設計值有可能引起線路故障。例如這幾年頻密的湛江‘蓮花，茂名的“海鷗‘等均對架空線路造成重大經濟損失。

（4）架空配電線路風災事故的原因主要有：配網建設及施工質量不良、臺風風速超過線路設計標準、基礎強度不足或暴雨、海潮破壞、線路走廊樹障清障不利、防風線路損失、改良不及時等。

（5）線路在設計規劃時應關注塔頭尺寸、桿型配置、懸垂串長、金具聯接方式及強度、跳線型式、定位K值、微氣象環境等要素；施工時應注意控制跳線弧垂的大小；設備生產廠家應注重導線的防腐及防振特性；運行維護中應注意走廊樹障清障，臺風來臨前做好相關防御措施。

（6）我國現行的架空線路設計規范還沒有體現對臺風荷載的設計原則。

防風措施：提高桿塔的安全指數，資料表明，當桿塔的安全系數提高1-2時能夠有效的起到防風的作用；維護需加強，在風力比較強的季節應該加強考察的力度，并對問題及時處理。在一些比較特殊地形的桿塔地段，需要對基礎和拉線進行加固等，且要檢查線路間的安全距離。

二、結束語

隨著信息技術的發展，人們的用電量顯著提高，造成人們對電力系統運行的安全性越來越關注，而國家電網的最重要組成部分就是輸電線路，線路輸送存在地形復雜、距離長等特點，因此電力系統在運行的過程當中不可避免的會發生一些故障。在輸電線路運行的安全性研究中，需要大家共同努力，加強和完善線路維護措施，使線路故障事件的發生幾率降到最低。隨著國內外電力研究人員的不斷交流，對于輸電線運行維護系統的不斷探索和實踐，使得運行維護的可靠性指標提高到了更高的安全水平。

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