高壓架空線路故障原因與防雷措施

郝偉峰

【摘 要】架空線路是目前電力能源供應的主要方式，隨著高壓架空輸電線路日益增多，輸電線路故障問題也頻繁出現，對電力系統運行造成影響。故障成因分析和防雷措施的探討，勢必在架空線路實際施工故障解決中達成有利影響，并同時在具體的外界不利因素降低中起到切實有效的防范效果。

【關鍵詞】高壓架空線路；故障原因；防雷措施

1引言

隨著現代科技的飛速發展，電力系統在人們生活中的應用也越來越廣泛。為保證電力系統的穩定運行，應對高壓架空線路這一傳輸載體提高重視。但高壓架空線路通常架設于室外，容易在雷雨天氣受到雷電的影響，導致跳閘或安全事故等現象的發生。因此，需做好高壓架空線路的防雷措施。

2高壓架空線路故障成因分析

高壓架空線路故障受雷擊、桿塔、短路、溫度等影響效果最為顯著。其中架線施工故障中，由雷擊引發的線路爆裂、斷線、配變毀壞和以導向的錯誤連接和設置導致雷擊的情況等問題最為常見。故障產生的一大主因還包括，施工中并溝線夾錯連接器錯誤應用和省略并溝線夾的誤操作故障問題等。桿塔建設中，常見一些施工方為降低工程投資成本，違背桿塔設計標準施工和填埋桿塔基礎時不牢固或深度不足等問題，常導致桿塔承受不了風而坍塌的故障，或很難達到最大設計風速25m/m，抗10級左右的設計要求。施工專業知識和技能培養中，以實際線路的架空研究和相關施工線路設備的準備力度等，導致架空線路相間短路而迅速跳閘、或失火、故障問題等。冬季施工中，常遭遇溫度過低導致的線路受凍、連接異常等故障，尤其影響高空、低溫作業人員的順利開展。

3高壓架空線路檢修方法

對電力工程施工中高壓架空線路施工故障問題，需要及時發現問題并制定有效的檢修方式，才能很好的減低故障問題給整個電力工程施工的負面影響。常見的檢修技術主要包括：（1）導地線檢修。導地線檢修最為常用的方式為導地線切斷重接檢修，這便需要使用特定的元件進行連接，并對導地線進行機電性能的檢查，在檢測結果符合標準后才能進行檢修。其中需要注意的是，如果導線截面較小，便需要根據實際情況制作合適的導地線，只有耐壓強度符合標準后才能進行檢測。（2）桿塔檢修。桿塔最常見的故障為裂紋與裂縫，因此在針對桿塔進行檢修時，便需要根據桿塔的標準在進行補強、加固操作，如若該地區易出現腐蝕等狀況，便需要在施工過程中使用涂刷防腐技術，以此來避免高壓架空線路老化等問題，從而延長架空線路的使用壽命。（3）拉線檢修。拉線檢修技術需要進行以下三個步驟來完成，分別是調整、修補以及更換，可以按照斷股的實際情況來考慮使用纏繞方式進行檢修。在應用拉線檢修技術時，要嚴格按照相應的要求與規范，如更換過程中，需要進行永久拉線便不能用臨時拉線來替代，在完成檢修后，一定要確保檢修后的機械強度符合電力工程的施工標準。

4高壓架空線路遭遇雷害原因

高壓架空線路遭遇雷害主要有四方面的原因：一是高壓架空線路絕緣水平低。雷云放電產生的過電壓通過線路桿塔建立了放電通道，配電線未達到絕緣水平，導致線路損壞。二是防雷裝置不足。一些電力組織安設在高壓輸電線路的防雷裝置太少，并不能達到防雷的要求數量起到防雷的作用；一些落后地區仍采用傳統的防雷措施，不利于線路防雷。三是線路安裝有問題。在搭建和設計高壓輸電線路時，配電線路處于雷擊多發地帶、忽略了輸電線路的質量、避雷器接地不合理、線路架空、沒有防雷系統保護等原因，都易引發雷擊事故。四是設備和線路維修不到位。避雷器遭受雷擊而沒有立即換新導致的接地、絕緣子老化及絕緣能力低、設備老化、導線接觸不良、超負荷及線路改造不及時等都會引起線路短路現象和配電設備故障，電力人員應定期檢查，確保輸電線路正常運行。

5高壓架空線路防雷措施

電力工程施工中，高壓架空輸電線路受自然界的雷雨天氣影響較為顯著，雷電瞬間可產生數百、數千安培的電流和數千、數萬伏特的電壓，甚至更高。尤其雷擊作為最顯著的襲擊方法，以遭遇概率和故障因素消解價值，需要在實際的架空故障主問題解決中，以其為施工的重要關注方向進行強化措施管理。

5.1完善絕緣配合

在絕緣配合的選擇過程中，一定要合理考慮各種電氣設備的耐壓等級、保護裝置的特性和設備的耐壓特性，有效確定設備的必要絕緣等級。（1）架空線路的絕緣配合設計，這可以有效解決桿塔和檔距中央各種可能放電途徑的絕緣選擇和它們之間的相互配合問題。其通常包括對桿塔進行合理的絕緣配合設計、檔距中央導線及避雷線間的絕緣配合設計、做好檔距中央導線對地和各種被跨越物的絕緣配合設計、做好檔距中央不同導線之間的絕緣配合設計。（2）對絕緣串片的數量進行合理選擇。為了保證絕緣子可以滿足其輸電的具體要求，要求其具有一定的強度，其電氣絕緣強度也應該滿足實際的使用要求，對絕緣片子數量的選擇，應該讓其滿足操作過電壓的要求。通過長期的研究發現，耐張絕緣子串的電氣強度要比懸垂絕緣子串的要高一些，因此在實際使用過程中，同一電壓等級的耐張絕緣子串應該比懸垂絕緣子多1到2片。

5.2應用線路避雷器

在高壓架空線路上安裝避雷器來進行防護雷電過電壓是廣為采用的一種方法，在線路上安裝避雷器，保護電氣設備免受瞬態過電壓危害并限制續流時間，在保護設備的同時降低線路因雷擊引起跳閘的幾率。它的防雷機理是當過電壓超過避雷器的放電電壓時，避雷器在納秒級內導通釋放過電壓能量，同時維持較低的殘壓以防止線路短路跳閘；雷電流通過后，避雷器快速熄弧，切斷工頻續流。但是避雷器在提高線路耐雷水平、降低雷擊跳閘率的同時存在以下的局限性：（1）避雷器動作電壓、殘壓等參數在生產時已固定，不能進行調節，因此不能根據設備絕緣水平的差異實現差異性的保護和精細保護；（2）同時避雷器通流容量的局限，當避雷器通過的雷電流較大，超出了避雷器的瞬態散熱能力，造成避雷器溫度急劇上升，造成避雷器爆炸；（3）長期在電網額定電壓下運行，避雷器閥片易發生電腐蝕導至電老化、損壞，當避雷器線路接地故障。（4）避雷器在運行時需要定期對避雷器進行試驗或輪換，運行維護的工作量大，而且運行成本較高。

5.3降低桿塔接地電阻

要做好高壓架空線路的防雷工作，在施工時應對所有的線路桿塔都設置接地裝置，并使之與地線緊密連接。使高壓架空線路遭受雷擊時，所產生的電流可經由接地電阻通入大地，使桿塔的接地電阻減小，從而使高壓架空線路的防雷能力得以增強，同時也避免了線路跳閘。此種方法為高壓架空線路目前階段防雷方法中最經濟的一種。針對500kV的架空線路，當將沖擊接地電阻降低5Ω，其對雷電的耐受力可提高18%左右，同時可降低43%左右的跳閘幾率。除此之外，降低桿塔接地電阻的方法還有很多，如采用分段成片改造同一條線路，可降低相鄰桿塔的接地電阻；或連接相鄰路線的鄰近桿塔，并將桿塔連入周圍的低土壤電阻率的土地。

6結束語

總之，高壓架空線路作為電力系統中不可缺少的一部分，常常由于環境等諸多因素的影響，引發許多高壓架空線路故障，從而影響電力系統的正常運行，為此，在架空線路的正常施工中，施工人員與技術人員應就常見故障做好預防措施，針對已出現的故障能進行及時的檢修處理，只有如此才能有效的確保高壓架空線路的正常使用。

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（作者單位：國網太原供電公司）