架空線路的常見問題研究

何浩

摘 要：文章介紹了架空輸電線路與自然氣象條件相關的一些常見問題，對架空輸電線路在夏季防雷和冬季除冰的問題做了重點研究，提出了自己一些實踐中總結的措施。

關鍵詞：架空線路；常見問題；防雷；破冰

中圖分類號：TM755 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）18-0101-01

1 氣象條件對于輸電線路的影響

相較于電力電纜，由于架空線路易于制造和敷設、成本較低，故廣泛應用于遠距離輸電中。這使得架空線路具備線路長、區域廣、跨越地形復雜的特點。由于架空線路的這些特點，使得它較于其他設備更容易受到氣象條件的影響。

盡管架空線路始終是暴露在空氣中的，但在不同狀態下氣象條件對其的影響是不同的。下面分類進行分析。

1.1 正常運行的線路

目前架設的架空線路通常都帶有避雷線，在剛架設時很少受到氣象條件的影響。但在長期運行中，空氣中的灰塵和水分會臟污絕緣子，使得高壓線路可能發生電暈放電現象。這將使得電能損耗增大，降低電能質量，從而妨礙電網經濟運行，干擾無線電通訊。而且空氣中的雜質和水分還會腐蝕導線表面，老化絕緣，使線路設備的使用壽命減少。

1.2 故障線路

當線路出現永久性接地、斷線或相間短路等狀況時，架空線路易于受到強烈氣象條件的影響。雖然氣象條件發生劇烈變化的概率較少，但一旦發生將造成重大損失和傷亡。

1.3 障礙線路

線路發生障礙是指線路的瞬間短路現象，很多時候是受到微小天氣變化的影響。如風吹導線，使導線搖擺而縮短了相間距離，產生相間閃絡現象，空氣潮濕引起絕緣子沿面放電。雖然小障礙對于整體供電可靠性的影響不大，但可能會使得繼電保護和自動裝置發生誤動作，對線路的穩定運行不利。

1.4 檢修的線路

由于線路檢修是露天作業，因此惡劣的氣象條件將對線路檢修工作帶來多種不變。比如在暴風雨天氣，檢修工作是不能進行的。而惡劣天氣又常導致用電負荷激增，使得輸電線路在惡劣條件下承擔更多的工作負荷。在檢修時，不僅要考慮負荷問題，還要考慮到氣象條件的制約，巧做安排。

從整體上看，在平時的運行中，較為溫和的氣象條件對于輸電參數也有一定的影響。比如氣溫主要影響線路阻抗和導線的載流量；氣壓對線路電暈的臨界電壓有直接影響；風會引起導線的擺動，改變各電力設備間以及與其他介質間的相對距離，從而影響絕緣；降水過多對地理環境造成影響，使得電桿基礎不穩，影響到輸電線路的工作。

就重慶來說，其所轄區域多為西南部山區，輸電線路的運行主要受到夏日雷擊的影響。而近幾年來，冬日氣溫較低所帶來冰雪覆蓋線路問題，對于寒冬時期的正常送電也帶來了一定的困擾。本文將結合實踐中的經驗對夏冬時節的架空線路問題做逐一探討。

2 架空線路防雷問題

高壓架空線路故障主要有兩點：機械損壞引起的故障和電氣損壞的故障。而雷擊對這兩方面都有損壞，引起過電壓損壞桿塔、絕緣子的機械性能，引起的過電流也易于導致跳閘斷電現象。在夏日比較常發的是雷弧擊斷故障。在雷雨天氣情況下，直擊雷或者附近的感應雷引發相間閃絡現象，嚴重的話會導致相間短路而斷線。這種故障與短路故障相近，較難分別出來，也比較難判斷是否已經斷線。

在輸電線路雷擊問題中主要解決的就是雷電流和過電壓的問題。雷電流是架空線遭雷擊時泄入大地的電流。通常可在桿上或者是避雷針上用磁鋼棒測出雷電流的幅值。其幅值Im并不是一個固定值，而是與當地的氣象條件有關。不過其分布是有一定規律的，我們通過大量實際測量，結合統計等科學手段正確估算出概率。根據我國許多地區雷電流的實測數據表明：雷電流發生的波頭時間與雷電流幅值成同樣的趨勢，和桿塔高度無明顯關系。

而過電壓當中最難防范的通常就是繞擊問題。繞擊是一種不按常規的雷擊方式。正常情況下雷電對有架空地線的輸電線路發生放電作用主要是指雷電對架空地線放電，然而雷電卻繞過架空地線對輸電導線進行放電，這就是通常說的繞擊。

對于輸電線路的防雷措施，在實際工作可總結為以下幾點。

2.1 架空避雷線

利用架空避雷線的屏蔽作用來保護輸電線路是慣常采用的方法。該方法不但具備防雷電直對導線直擊，而且還可分流，防止導線過熱燒毀。另一方面，該方法成本較高，對于雷電繞擊的防范效果較差，一旦使用不當，容易造成雷電反擊。

2.2 限制過電壓

可以采用氧化鋅避雷器，為雷電流提供低阻抗通路。當雷擊所造成的電壓幅值達到一定程度時，可以有效地截斷工頻續流，使雷擊過電壓和配電線路感應出的過電壓得到限制。

2.3 減少線路的雷擊跳閘率

可通過架設耦合地線的方法。雖然此法不能減少繞擊率，但可以在桿塔受到雷擊時起到分流和耦合作用，從而降低桿塔絕緣上所承受電壓，提高線路耐雷的水平。

2.4 安裝預放電避雷針防繞擊

分析輸電線路的由其長期運行、現場實測和模擬試驗等獲得的數據發現，雷電繞過避雷線直擊導線的概率受到避雷線對邊導線的保護角和桿塔高度等的影響。

而預放電避雷針能夠比傳統的避雷針提前放電，重復而不間斷的將動態雷閃產生出的高頻脈沖電壓送至針尖，從而觸發針尖的空氣發生電離，提前放電。形成向上先導，然后在空中與雷云所產生的下行先導閃接，最終完成防繞擊的目的。

另外，由于架空線路的敷設是露天的，受到風吹雨淋、霜打日曬，尤其是夏季西南地區多酸雨，當雨水進入到導線的內部時，將在導線的表面形成腐蝕孔，致使這些部位應力集中，容易斷線。

3 冰雪災害

南方發生冰雪災害的概率比較小，在沒有發生災害之前，很難引起供電企業的足夠重視，或是對冰雪災害的防范意識不足，不愿意在這方面投入成本。然而，隨著國民經濟發展對于供電質量要求的提高，目前供電最首要的是要保證安全可靠連續，而不是為了不麻煩、節約一點小成本，而導致災害天氣對供電造成影響，損害社會經濟生產和居民生活質量。

①由于西南地氣較為溫暖，很少出現冬季連續降雪的冰凍天氣，在很多架空線路的搭設之初沒有對于冰雪覆蓋情況做充分的估計。2010年冬天，重慶進入了多年來最冷的一年，包括主城在內降雪，導致部分地區能源緊張，限電限氣。聯想到08年的南方冰雪災害，所帶來的幾十年不遇低溫、雨雪等冰凍災害所給輸電線路帶來的毀滅性打擊，以今年的工作為體會出發，探討一下相關思考和所得到的啟示。

在冬季用電高峰到來前，應當對所有的架空線路進行一次大檢修。特別要關注之前出現過事故的線路。

②入冬之后，應當注重收集低溫天氣的相關氣象預報資料，提前思考出相關預防控制措施，各級各層應按照以前低溫情況下所反映出的信息，有針對性地對轄區線路進行特殊的巡視。一旦出現線路上有覆冰現象，應當立即采取措施有效除冰，若需要還應當申請停電除冰。

③在惡劣天氣來臨之前應當全面地進行排查和消除輸電線路的隱患和缺陷，組織和加強對運行和檢修人員的相關技能培訓，積極及時地了解和普及先進科學的除冰方法和工藝以及購置相關設備。

④做好保桿、保線措施，不僅要重視線路的情況，而且要檢查覆冰地段桿塔自身的運行狀況， 對桿塔拉線， 特別是耐張桿各側拉線必須逐根進行檢查， 重新調整拉線受力情況， 確保拉線調緊、桿身受力均勻。

⑤對以前所留下來的相關災害防控資料，尤其是線路檢修資料要引起足夠的重視，做好借鑒工作。

⑥對于無法快速解決的問題，應當根據本次災害的情況，做好線路覆冰資料的收集，整理出準確和詳盡的覆冰記錄資料，在冰凍天氣過后的用電淡季時重點對其進行整修。對于不能滿足要求的線路、桿塔或是導線排列方式等，要有計劃、分批次地進行改造或更換工作。

參考文獻：

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