架空輸電線路的運(yùn)行維護(hù)及防雷措施

傅海濤

國網(wǎng)重慶市電力公司檢修分公司

架空輸電線路的運(yùn)行維護(hù)及防雷措施

傅海濤

國網(wǎng)重慶市電力公司檢修分公司

架空輸電線路長度比較大，分布區(qū)域廣，沿線環(huán)境復(fù)雜，致使架空輸電線路容易發(fā)生一系列的故障。因此，我們要做好架空輸電線路的維護(hù)與運(yùn)行的工作是十分有必要的。本文對架空輸電線路的運(yùn)行維護(hù)進(jìn)行簡要分析，并對防雷問題提出了預(yù)防對策。

架空輸電線路；運(yùn)行維護(hù)；防雷措施

電力作為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，為了更大限度地滿足社會(huì)的用電需求，需不斷加強(qiáng)其供電的可靠性和供電量，因此，開始逐漸重視對電網(wǎng)的規(guī)模化建設(shè)，對于龐大的電網(wǎng)，維護(hù)工作成為重中之重。

一、架空輸電線路運(yùn)行維護(hù)中的故障分析

1、雷電因素。架空輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分。由于它暴露在自然之中，所經(jīng)之處大都為曠野或丘陵、高山，且線路距離較長，桿塔高度較高，因此遭受雷擊的概率很大。雷云下行先導(dǎo)到達(dá)地面一定距離時(shí)，輸電線路鐵塔、地線、導(dǎo)線、地面其他物體都會(huì)產(chǎn)生迎面先導(dǎo)，這些迎面先導(dǎo)會(huì)競爭和雷云下行先導(dǎo)連接，決定著最終回?fù)袈窂胶屠纂姄糁悬c(diǎn)。根據(jù)這一物理過程，輸電線路的雷擊形式大致可分為繞擊和反擊。

2、風(fēng)災(zāi)因素。風(fēng)偏跳閘是輸電線路風(fēng)害的最常見類型，主要是指導(dǎo)線在風(fēng)的作用下發(fā)生偏擺后由于電氣間隙距離不足導(dǎo)致放電跳閘。另外，導(dǎo)地線在微風(fēng)振動(dòng)和大風(fēng)作用下擺動(dòng)會(huì)造成疲勞損傷，發(fā)生斷股和斷線故障。當(dāng)斷股達(dá)到一定數(shù)目時(shí)會(huì)對線路安全運(yùn)行造成影響，斷線時(shí)則會(huì)造成停運(yùn)，嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全。

3、外力破壞因素。輸電線路長期處于露天之下運(yùn)行，穿越各種地理環(huán)境、受外部環(huán)境的影響較大。伴隨經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，市政、路橋等施工建設(shè)給輸電線路安全運(yùn)行造成的隱患增多，輸電線路遭受外力破壞的風(fēng)險(xiǎn)也隨之增大。

架空線路外力破壞分為盜竊及蓄意破壞、施工(機(jī)械)破壞、異物短路、樹竹砍伐、釣魚碰線、火災(zāi)、化學(xué)腐蝕、非法取(堆)土、爆破作業(yè)破壞、采空區(qū)(煤礦塌陷區(qū))共10種類型，

4、鳥類因素。鳥害一般分為鳥巢類、鳥糞類、鳥體短接類和鳥啄類四大類，其中鳥糞類又可分為鳥糞污染絕緣子閃絡(luò)故障和鳥糞短接空氣間隙。

5、污染因素。在潮濕的環(huán)境下，污穢絕緣子污物中的導(dǎo)電物質(zhì)被溶解成電解液，加大了電導(dǎo)率。在電場力的作用下，污層流過的泄露電流產(chǎn)生熱量，使水分蒸發(fā)，在電流密度較大部位形成干燥帶。當(dāng)干燥帶部位場強(qiáng)超過一定數(shù)值時(shí)，產(chǎn)生輝光放電，使干燥帶擴(kuò)大。同時(shí)，電流加大后，引起熱電離，使輝光放電轉(zhuǎn)變?yōu)殡娀》烹姡娀⊙杆俸娓膳R近濕潤表面。局部電弧不斷熄滅重燃，隨著表面受潮程度的增加，半導(dǎo)體層電阻減少，表面泄露電流加大，局部電弧繼續(xù)短路掉絕緣子更多部分，剩余場強(qiáng)越來越大，局部電弧迅速向?qū)Ψ诫姌O發(fā)展，直至貫穿兩極，導(dǎo)致閃絡(luò)事故的發(fā)生。

6、冰害因素。當(dāng)覆冰積累到一定體積和重量之后，輸電導(dǎo)線的重量倍增，弧垂增大，導(dǎo)線對地間距減小，從而有可能發(fā)生閃絡(luò)事故。弧垂增大的同時(shí)，在風(fēng)的作用下，兩根導(dǎo)線或?qū)Ь€與地之間可能相碰，會(huì)造成短路跳閘，燒傷甚至燒斷導(dǎo)線的事故。

二、架空輸電線路的運(yùn)行維護(hù)的措施

輸電線路作為電網(wǎng)的大動(dòng)脈，具有線路長、地理復(fù)雜、環(huán)境多樣、自然暴露的特點(diǎn)，需面臨雷擊、污染、鳥類、外力破壞、覆冰、大風(fēng)、山火等因素的考驗(yàn)，如何保障輸電線路安全、穩(wěn)定運(yùn)行一直是輸電運(yùn)維工作的主要問題和重點(diǎn)工作。在運(yùn)維過程中，由于其影響因素多，外部環(huán)境復(fù)雜，直接面向社會(huì)開展工作，是每一名輸電運(yùn)維人員必須直接面對和解決的課題，在這個(gè)過程中只有不斷的完善豐富，差異化的實(shí)施治理，才能取得實(shí)效。

三、架空輸電線路的防雷措施

1、架空地線。架設(shè)架空地線是高壓、超高壓線路防雷的基本措施，架設(shè)于輸電線路桿塔頂端，其保護(hù)原理是：當(dāng)雷云放電接近地面時(shí)，它使地面電場發(fā)生畸變，在架空地線頂端，形成局部電場強(qiáng)度集中空間，以影響雷電先導(dǎo)放電的發(fā)展方向，引導(dǎo)雷電向架空地線放電，再通過接地引下線和接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護(hù)物體免受雷擊。架空地線的材料一般是鍍鋅鋼絞線，特殊情況下也用鋼芯鋁絞線或鎂鋁合金絞線。

2、絕緣子。輸電線路絕緣子(串)架設(shè)于輸電線路與桿塔之間，主要承擔(dān)電氣絕緣和機(jī)械支撐的作用，還要承受覆冰、風(fēng)偏、舞動(dòng)、地震等極端氣候條件導(dǎo)致的極端機(jī)械負(fù)荷以及雷電和操作引起的過電壓。輸電線路絕緣子(串)主要有盤形懸式玻璃絕緣子、盤形懸式瓷絕緣子、棒形懸式復(fù)合絕緣子串等。當(dāng)輸電線路遭受雷擊時(shí)，若絕緣子串的絕緣性能足夠強(qiáng)，則可以保證其不被擊穿，確保輸電線路與桿塔之間的電氣絕緣，從而保證輸電線路的電氣可靠性。

3、接地裝置。接地裝置是指埋設(shè)于土壤中并與每基桿塔的架空地線及桿塔本體有電氣連接的金屬裝置，其作用是將雷電流引入大地并迅速擴(kuò)散，以保護(hù)線路免遭過電壓危害。當(dāng)落雷時(shí)，架空地線上將作用有很高的雷電壓，由于架空地線通過每基桿塔的接地線和接地體與大地相連，可迅速將雷電流在大地中擴(kuò)散泄導(dǎo)，從而降低桿塔點(diǎn)位，保護(hù)線路絕緣子不被擊穿閃絡(luò)。

4、線路避雷器。線路避雷器通常是指安裝于架空輸電線路上用以保護(hù)線路絕緣子免遭雷擊閃絡(luò)的一種避雷器。線路避雷器運(yùn)行時(shí)與線路絕緣子并聯(lián)，當(dāng)線路遭受雷擊時(shí)，能有效地防止雷電直擊和繞擊輸電線路所引起的故障。

5、并聯(lián)間隙。輸電線路并聯(lián)間隙技術(shù)是利用在絕緣子串兩端并聯(lián)一對金屬電極構(gòu)成間隙，使雷擊線路時(shí)閃絡(luò)發(fā)生在該間隙處，從而保護(hù)絕緣子串免受電弧灼燒的一種輸電線路防雷技術(shù)。并聯(lián)間隙及其電極合稱并聯(lián)間隙裝置，又稱招弧角或引弧角。根據(jù)絕緣子種類不同，并聯(lián)間隙裝置分為瓷和玻璃絕緣子用并聯(lián)間隙裝置和復(fù)合絕緣子用并聯(lián)間隙裝置。

6、避雷針。為提高線路耐雷水平和降低雷擊跳閘率為目的，國內(nèi)外的電力專家開展了大量的輸電線路防雷研究和措施改造工作。架空輸電線路遭到雷擊的事故發(fā)生通常要經(jīng)過四個(gè)階段：線路遭到雷擊;線路發(fā)生閃絡(luò);線路由于發(fā)生沖擊閃絡(luò)建立起穩(wěn)定的工頻電弧;電力系統(tǒng)供電中斷。針對雷害事故發(fā)生的這四個(gè)階段，目前的防雷技術(shù)可以大致分成四類，即防雷電直擊導(dǎo)線技術(shù);防閃絡(luò)技術(shù);防建弧技術(shù);防停電技術(shù)等。

結(jié)束語：

總之，防雷措施和輸電線路的運(yùn)行維護(hù)是電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行的安全重要保障，需要采取有效的措施進(jìn)行控制對雷擊危害而引發(fā)的事故，輸電線路的運(yùn)行和維護(hù)是很復(fù)雜和重要的工作，因此要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，能夠探尋出更科學(xué)有效、更經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行維護(hù)方法。

[1]趙淳.輸電線路綜合防雷措施技術(shù)經(jīng)濟(jì)性評估[J].高電壓技術(shù)，2011，(02)：290-297.

[2]張紅.架空輸電線路狀態(tài)運(yùn)行與維護(hù)管理研究[D].華北電力大學(xué)，2012.