簡述電網輸電線路故障原因分析與分布

孟學藝

摘 要：雷電、強風、季節性氣候特征、外力影響以及山火等是引發電網輸電線路故障的主要原因，一定要加強對線路運行特征的了解，并采取對應措施對相關故障進行防范工作。該文結合電網輸電線路故障數據特點，針對我國某地區三年間電網輸電線路的故障以及原因進行系統化的分析，并對線路故障的分布進行歸納與總結。

關鍵詞：電網輸電線路故障 原因 分布

中圖分類號：TM755 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（c）-0107-02

雷電、強風、季節性氣候特征、外力影響以及山火等是引發電網輸電線路故障的主要原因，一定要加強對線路運行特征的了解，并采取對應措施對相關故障進行防范工作。

1 電網輸電線路故障分布特點

依據電壓等級進行分布的特點。該文就我國某地區2012年1月1日到2014年12月31日3年間電網輸電線路故障根據電壓等級進行分類，相關數據顯示，由于雷擊而引起的故障當中60%發生在10 kV的線路上，32%發生在220 kV的線路上。由于異物而產生的電網線路故障當中，43%發生在10kV的線路上，46%發生在220 kV的線路上。由于大風而導致的電網線路故障當中，63%發生在10 kV的線路上，26%發生在220 kV的線路上。由此可見，電網輸電線路的基本故障一般都發生在220 kV與10 kV電壓線路上[1]。

依據帕累托曲線計算結果分布的特點。將電網輸配電線路故障的原因根據帕累托曲線計算結果來進行歸納，能夠明顯地看出不同類型的故障的不同分布特點，故障發生的比例和線路的長度以及線路的數量之間的比例關系。通過帕累托曲線計算可知，雷電引起的線路故障當中占比50%分布在從線路長度的9.75%，線路數量的1.39%。雷電引起的線路故障當中占比80%分布在總線路長度的12.68%，總線路數量的3.86%。100%的雷電故障分布在總線路長度的22.06%，從線路數量的5.5%。由此可見，雷電引發的輸電線路故障大多分布在輸電線路長度較長而且相對集中的區域。同理可知，由異物而引發的線路故障當中一半分布線路總長度的0.98%，線路故障中的80%分布在1.72%的長度線路。所有由異物引發的線路故障分布在4.1%的長度線路。所有由大風引起的線路故障都分布在12.21%的長度線路上。

故障發生時間的分布特點。依據將該地區近3年的輸電線路故障發生的時間進行歸類，得知不同原因引起的線路故障的季節性特點。5～8月份是雷電頻發的季節，在這幾個月內發生的雷電故障是全年雷電故障數量的90%。9月份到第二年的4月份，雷電發生的幾率相對較低。所有由異物和大風造成的線路故障都發生在每一年的3～11月份，春夏秋冬3個季節是我國大風頻發的季節，而且有異物引發的輸電線路故障也集中分布在這一個時間段內。相比較而言，冬季發生此類的故障相對較少。所以，大風，雷電，以及異物引起的線路故障防控重點工作應該集中在每一年的3～11月，5～8月以及3～11月[2]。

2 電網輸電線路故障的原因分析

由雷電引起的線路故障。由雷電引起的輸電線路跳閘因素來自于兩方面：繞擊與反擊。繞擊的意思就是雷電繞開避雷線，擊中輸電導線造成跳閘。輸電導線的繞擊造成的跳閘，具有電量小、電阻小、受地形限制、邊相易繞擊等特點 ；雷電造成繞擊的概率和避雷線的安全角度、與地面的傾斜角度、桿塔的高度存在直接聯系。一旦避雷線的安全角度縮小，接地線對輸電導線的保護性能越高，繞擊面積就越小。與地面傾斜形成的角度增大，輸電導線裸更長，就增加了繞擊引起的跳閘概率。桿塔導線與地面之間的距離越小，地面的屏蔽功能越強，那么繞擊引起線路跳閘的概率就越小。一旦避雷線和桿塔遭遇雷電，若是接地電阻發生變化或者雷電的電流過大，就會導致線路性能降低，輸電導線出現閃絡現象，引起反擊導線問題。一旦導線因為雷電流量超標而造成接地電阻變化的情況，那么雷電反擊產生的概率就會大大提升。

由大風引起的線路故障。據相關數據可知，由于大風引起的輸電線路故障發生概率高達70%。風偏放電現象包括導線對桿塔構架放電、導線或金具對塔臂放電、跳線對塔身或絕緣子放電等，具體特征表現為：雷電以及大雨等惡劣環境情況下的風偏故障；放電點位存在明顯的燃燒跡象；重合閘相對困難，極易引發停運問題，這事由于對應的重合閘在工作的時限內風偏運動過慢。產生風偏放電主要由于3點因素：其一，大風的作用，和輸電導線的分布方向相垂直的強風極易造成線路產生風偏放電，促使絕緣子相塔桿靠近，縮減了二者的間距，一旦空間的絕緣性能無法承擔相應的電壓時，就會引發間隙的擊穿。其二，導線設計的預留空間不夠，缺乏關于天氣因素的考量。部分導線相對陳舊，再加上受到強風影響而引發的跳閘現象，使線路綜合性能大大降低。其三，地形以及氣象條件。塔桿被設置的地點相對特殊，其所在地點氣象變化規律也不同，輸電線路四周并無遮擋物，所以受強風作用明顯，線路承受的橫向風力相對較大。

由于山火引起的線路故障。大部分高壓輸電線路都會經過山嶺或者植被分布相對密集的地區，造成山火的因素包括：（1）中國傳統的清明節，部分人無視相關條文規定私自在相關地區燃燒紙錢。（2）每當氣候干燥的季節，國家為了避免山火而制定的分部化燒除防范措施工作不到位，引發山火的產生。（3）越來越多的人開始到戶外運動，山林用火相關規則得不到落實和貫徹。現階段我國引起山火放電的原因眾多，一般情況下由于山火產生的高溫因素加上植物燒焦形成的強導電性煙塵顆粒以及灰塵在熱對流空氣的作用下，陸續引起空氣間隙的縮減，進而降低了對應的擊穿電壓，造成擊穿故障。山火引起的線路故障大體呈現如下規律：（1）輸電導線跳閘與重合閘的幾率低，山火造成線路以下的空氣間隙絕緣性能減小，使重合閘的運行時間無法與這個時間匹配；（2）這一地帶研發山火的時間相對集中，基本出現在2月份、5月份時間內，這段時間的氣溫比較高，降雨量少，氣候比較干燥，空氣濕度小，這些特征極易引起山火的發生。（3）這一地帶植被生長的比較蔥郁，人類活動相對較多，在這樣氣溫較高，空氣濕度又小的情況下，引起山火的概率大大增加。以上三大特點，都為山火的發生制造了充分的條件。

由于受到外力影響而造成的線路故障。由于外力而產生的線路問題是工作人員無法預見和掌控的，具有重合閘不成功以及突發性的特點，外力造成的故障往往具有較大的破壞性，基本表現為工程施工人員的違規操作，例如，相關法規對于工程中的挖掘機、翻斗車等設備的工作區域做出了明文規定，嚴格禁止該類設備在輸電線路專用通道內作業，以免引發觸電事故以及火患；大型機械在狹小的空間內進行作業過程中受到空間的局限，撞斷或者毀壞相關電力設施；部分人員無視相關法律法規私自建房、筑堤、購建圍墻等行為觸犯了相關電力設施的安全距離。除此之外，由于強風氣候造成的塑料垃圾以及氣球等雜物隨處飄散，很多雜物由于風力的影響搭掛在線路導線以及相關設施上，從而引起線路故障。

3 結語

綜上所述，引發電網輸電線路故障的原因主要是雷電、強風、季節性氣候特征、外力影響以及山火等，為整個國家電網的正常運行造成了嚴重的影響。以提升國家電網正常運行的安全性與可靠性為目標，就應當對電網中線路運行規則進行全面掌握，采取措施加強對相關故障進行有效的防范，從而確保整個電網系統的健康、正常運行。

參考文獻

[1] 章鹿華，丁恒春，徐占河，等.電網輸電線路故障原因分析與分布研究[J].自動化儀表，2016（12）：91-93.

[2] 田景輔，于游，田鵬飛，等.遼寧電網輸電線路故障點定位方法分析[J].東北電力技術，2015（9）：43-46.

[3] 蔡盛舟.地區電網輸電線路故障分析及防治[J].電工電氣，2015（11）：31-35.endprint