試論架空輸電線路常見故障與預防措施

齊亨璋 王 欣

（內蒙古電力（集團）有限責任公司阿拉善電業局，內蒙古 阿拉善盟750300）

1 問題的提出

隨著我國經濟發展不斷加快，產業結構不斷優化，我市的經濟已步入發展的快車道，綜合實力明顯增強。近年來供電量每年都保持著10%以上的增長率，這對電力系統的安全可靠運行要求越來越高。架空輸電線路是電力輸送的終端，是電力系統的重要組成部分。架空輸電線路因點多、面廣、線長，路線復雜，設備質量參差不齊，受氣候、地理環境的影響較大，又直接面對用戶端，供用電情況復雜，這些都直接或間接影響著架空輸電線路的安全運行。一般根據事故的損失大小和影響范圍及程度，將故障分為特大故障、重大故障和一般故障。這些故障主要表現為：非計劃停電或被迫少送電、停電時間超過了批準的時間、系統振蕩或解列、線路永久故障（倒桿、斷線等）以及線路跳閘等。本文根據各配電網絡的實際運行狀況，對近幾年間所發生的架空輸電線路運行事故進行分類統計分析，找出導致問題的薄弱點，積極尋求有效的防范措施，以提高配電網管理水平。

2 架空輸電線路常見故障及其防范措施

線路的常見故障主要包括雷擊故障、污閃故障、大風故障等。其中，主要以季節性故障為主。故障的主要表現形式為跳閘、元件損壞等。以下主要從常見故障的形成原因入手，介紹不同故障的主要預防措施和處理方法。

2．1 雷擊故障及防雷措施

雷害事故是架空輸電線路最頻發的事故，我國歷年輸電事故統計中，雷害事故平均約占60%以上。在雷曝日平均40日以上的多雷地區和強雷地區，雷害事故可達輸電事故的70%以上。因此線路防雷工作在架空線路的安全運行中是一項十分重要的工作。

架空輸電線路雷擊故障的發生原因：（1）線路絕緣水平低。絕緣子片數不夠或絕緣子串中有低值或零值絕緣子未及時更換，使得絕緣子串的U50%偏低，從而導致落雷時閃絡的概率增加。（2）避雷線布置不當。保護角偏大時，不能有效地保護線路，這時特別容易造成繞擊。在山區、水庫邊緣地區的線路，由于微地形、微氣象的影響，即使避雷線布置恰當，也會發生避雷線失效，造成雷直擊導線的情況。（3）避雷線接地不良或避雷線與導線間的距離不夠。避雷線接地不良，即接地電阻過大，使耐雷水平下降，從而引起雷擊故障。除此之外，線路相互交叉跨越距離不夠、線路防雷薄弱環節措施未到位以及線路處于雷擊活動強烈區等都是導致雷擊故障的重要原因。

有效的防雷保護措施就是采取4道防線：（1）架設避雷線，防止線路遭受直擊雷，引雷入地；（2）改善線路的接地或加強線路的絕緣，保證地線遭雷擊后不引起間隙擊穿而使絕緣閃絡；（3）減小線路絕緣上的工頻電場強度或采用中性點非直接接地系統，保證即使線路絕緣受沖擊發生閃絡，也不至于變為兩相短路或跳閘故障；（4）采用自動重合閘，采用雙回路或環網供電，保證即使線路跳閘也不至于中斷供電。

架設避雷線是最基本的防雷措施之一，可使線路絕緣上的電位比沒有地線時降低5倍。若考慮其分流作用，降低的倍數還會更大。采用避雷線進行防雷時，線路耐雷水平的設計值為：220 k V線路75～110 k A，500 k V線路125～175 k A。避雷線的作用有保護、分流、耦合和屏蔽。

當改善接地電阻有困難時，通過適當增加絕緣子片數，譬如在絕緣子串上再增加1～2片絕緣子，可以提高線路絕緣水平和耐雷水平。對已建成投運的線路，在滿足線路正常運行和內部過電壓要求的前提下，只能在有限的范圍內加強絕緣，這種方法采用的不多，只是在高海拔地區和雷電活動強烈地段，可以考慮適當加強絕緣。

提高線路的耐雷水平，降低反擊跳閘率，一般主要應用在接地電阻較高的線路。耦合地線提高耐雷水平的機理：（1）可增加導線和地線間的耦合作用，雷擊塔頂時在導線上產生更高的感應電壓，從而減小絕緣子串承受的沖擊電壓；（2）可降低桿塔的分流系數，特別是在接地電阻較高時，可使雷電流易于通過鄰近桿塔的接地裝置散流，從而降低塔頂電位。相關資料數據表明架設單根耦合地線相當于降低接地電阻30%左右。

2．2 絕緣子的污閃故障及防污措施

污閃即絕緣子因染污在一定條件下產生的在正常運行時沿絕緣子表面閃絡放電的現象。污閃故障是因污閃而導致的接地、線路開關跳閘、導線燒傷、供電中斷等現象。

線路污閃故障的形式有：絕緣子串閃絡、導地線燒傷、導地線及桿塔上金屬構件部分發生銹蝕以及由此而引起的線路跳閘、供電中斷等。污閃事故的發生情況具有如下特點：（1）一般發生在工頻運行電壓長時間作用下。（2）區域性強，同時多點跳閘的幾率高，且重合成功率小。一旦發生可造成大面積、長時間的停電事故，且不易被自動重合閘消除。作為受影響面積大、范圍廣、后果嚴重的區域性故障，污閃事故是電力系統重大災害之一。（3）與氣象條件關系密切，季節性強。一般發生在氣溫低、濕度大的氣象條件下，如毛毛雨、大霧、小雪及雨雪交加的天氣。時間大多在傍晚、后半夜或清晨，90%以上的污閃故障發生在秋季后期和冬季。

防污措施：（1）準確劃分線路所經過地區的污穢等級，為線路設計、運行維護及防污提供依據。（2）加強運行維護。一是有針對性地做好線路巡視工作，巡視中注意多聽、多看。絕緣子有嚴重污染時白天即可聽到較大的放電聲音。注重特殊氣象下的巡視，如夜間巡視、日出前的巡視及相應氣象條件下的巡視等。二是定期測試和及時更換不良絕緣子。線路如果存在不良絕緣子，絕緣水平就要相應降低，再加上線路周圍環境污穢的影響，就容易發生污穢事故。因此必須對絕緣子進行定期測試，及時更換不良絕緣子，使線路保持正常絕緣水平。（3）做好防污工作。一是定期清掃絕緣子，一般每年一次。二是采用防污絕緣子，如雙傘型、鐘罩型、流線型、大爬距或大盤徑絕緣子等。這些絕緣子不僅爬距比普通絕緣子大40%～50%，且大多具有表面光滑、不易積污、有一定的自潔性能等。三是增加絕緣子的片數（調爬）。調爬是防污的主要措施，但現在調爬要注意2個問題：一是不要盲目地將所有線路都換成防污絕緣子；二是加強線路的絕緣強度時要注意與變電站的絕緣配合，否則反而會導致變電站污閃事故增多。

2．3 大風故障及防風措施

發生大風故障主要有以下幾方面原因：（1）設計因素，多存在考慮不周，不符合客觀規律的問題；（2）施工因素，遺留的缺陷未及時處理，如基礎未夯實，拉線夾角不符合要求等；（3）客觀因素，主要表現為客觀氣象惡劣，風速超過了設計值；（4）運行維護因素，多存在線路缺陷未及時發現或處理等問題。

防風措施：（1）在設計上要提高桿塔設計的安全系數。相關資料和實踐表明，把設計安全系數K由原來的1．5～1．8提高到2．5～3．0，防風效果較好。（2）運行維護方面，在風季應加強巡查，及時處理線路自身缺陷。主要包括對特殊地段的桿塔進行防風強化處理，如加固拉線、加固基礎等，檢查線間距離，檢查拉線及拉線基礎。

3 結語

架空輸電線路具有點多、線長、面廣，運行環境復雜的特點，它的運行水平直接影響著供電企業的經濟效益和社會效益。因此，要做好架空輸電線路各方面的管理工作，并積極采取有效措施預防其常見故障的發生，提高線路供電可靠性，從而更好地保證電力系統的安全、穩定、經濟運行，滿足當前社會對電力的需求，促進社會的發展進步。

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［2］陳文彬．農電配電線路的最佳無功補償［J］．華北電力學院學報，1984（3）

［3］田淑勤．防止城市基建施工引起配電線路事故的幾點措施［J］．吉林電力，1984（4）

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