淺談高壓輸電線路的運行維護與防雷措施

趙登 ZHAO Deng

（國網呂梁供電公司，呂梁 032200）

（State Grid Lvliang Power Supply Company，Lvliang 032200，China）

0 引言

高壓輸電線是電網的重要組成部分，對保障企業生產和居民生活具有重要的作用。如果高壓輸電線路發生故障，將引起大面積的供電中斷，給經濟發展和人們生活造成巨大的損失。然而，高壓輸電線長期處于露天環境中，且所處的地理環境十分復雜，經常會發生故障，因此，采用科學的方法進行預防具有重要的意義。導致輸電線路發生故障的原因很多，本文詳細介紹了雷害、履冰、架空線斷裂等故障，提出了診斷和維護的方法，并針對常見的雷害故障詳細的介紹了防雷的措施。

1 高壓輸電線路常見故障分析

1.1 雷害故障 高壓輸電線遭遇雷電災害是不可抗拒的，具有一定的隨機性和復雜性。近年來，雷擊引起的跳閘事故日益增多，不僅影響電力設備的安全穩定運行，而且大大縮短了電網中設備的使用壽命。對于其他電力設備如發電機、變壓器、開關等大多在室內或加裝了避雷設施，因此，受到雷擊的可能性較小。高壓輸電線路線路分布較廣、延伸距離較長，并且往往處于較高的位置，故極易遭受雷擊。在我國的一些山區，一半以上輸電線路故障都是由于雷電引起的，因此，研究輸電線路防雷措施具有重要的應用價值。

1.2 履冰故障 履冰故障在我國常見于冬季，受到溫度、濕度、寒流的影響，空氣中的水蒸氣在0℃以下時與導線表面碰撞結冰，產生了履冰現象。當履冰的重量超過導線或桿塔所能承受的荷載時，就會導致斷線或倒塔事故。尤其在雨雪天氣，這種故障發生的范圍廣，搶修難度高，對電網的破壞力極大。

1.3 架空線斷裂故障 架空線斷裂故障與履冰故障類似，都是由于自然因素導致，如線路老化、微風振動等。其中，最主要的原因是微風振動。輸電線路在空口受到微風振動的影響，在半空中反復被折扭，引起線材的疲勞，最終導致輸電線路的斷裂故障。導致微風振動問題所需的風速一般較小，斷裂故障的危害在北方尤為突出。

1.4 外力破壞導致故障 所謂的外力破壞導致故障是指人為因素造成的線路損壞。通常是因為人們蓄意破壞或疏忽大意所致。近年來，輸電線路受到人為破壞的問題日益突出，比如野蠻施工導致輸電線塔桿倒塌，違章取土取石導致塔桿地基遭到破壞，盜竊電力設施導致電力系統被破壞等。這種人為因素導致的輸電線路故障雖然發生的范圍較小，可以及時解決，但是，破壞力較強，因此需要制定嚴格的法律法規作為保障。

2 高壓輸電線路運行和維護措施

2.1 雷擊故障預防和維護 預防雷電破壞的最有效方法是加裝避雷器，這也是解決高壓輸電線雷害問題有效方法。在電網線路建設過程中，應該因地制宜，做好規范，有效回避雷電災害多發的地區。輸電線路可以通過安裝避雷線、線路避雷器、負角保護針、可控放電避雷針等設施有效的預防雷電的破壞。此外，通過安裝自動重合閘實現開關的重新連接也可以有效預防輸電線路的雷擊故障。實驗表明，高壓輸電線路在遭受雷擊后，雷擊所造成的電弧可以較快地熄滅，因此，線路的電氣強度也能很快恢復。所以，采用自動重合閘裝置使線路從新連接，能夠成功恢復供電，這大大提高了供電的穩定性和可靠性，減少了斷電的時間。

2.2 履冰故障的維護方法 履冰故障的維護工作量一般較大，因此，在設計階段就應該充分考慮履冰問題，需要具備應對30年一遇的強冰雪天氣的能力。所采取的有效措施是增加耐張塔的比例，減小桿塔間距，合理規劃路徑，有效避開溫度變化較大的地區。在履冰季節應該做好線路的檢查工作，排除安全隱患，對桿塔、線路、絕緣子缺陷應該及時地進行加固和解決。加大對履冰情況巡查的力度，對于履冰情況嚴重的線路，可以采用機械除冰或電流溶解法進行線路履冰的去除，最大限度地減少履冰對輸電線路的破壞。此外，還需要準備好搶險的物資以應對突發的情況。

2.3 線路斷裂和外力破壞維護方法 高壓輸電線路處于露天環境下，難免會受到人為或外力的破壞。洪水、泥石流、私自拉線、施工機械碰撞等都可能導致線路斷裂，甚至倒塔事故。線路斷裂和外力破壞無法避免，因此必須采取有效措施，減少線路的損壞。所采取的主要措施有：①合理應用防盜螺栓，提高線路的自衛能力；②做好宣傳工作，在施工區域附近的線路周圍設置警示標志，提醒施工人員維護好施工區域內的電力設施；③增加高危地區的巡查次數，一旦發現安全隱患及時進行制止；④與公安部門密切聯系，嚴厲打擊偷竊線路和電力設備的違法行為；⑤在維護過程中，對使用的線材等物資進行嚴格的質量把控，防止不合格的產品被用于電力系統，對電網造成額外的損害。

3 高壓輸電線防雷措施

高壓輸電線的防雷措施無非兩種：一是被動措施，如避開雷電高發地區，在地勢較為低洼地區搭建桿塔；二是主動措施，即安裝避雷器等防雷設備；下面主要介紹幾種主動防雷措施。

3.1 安裝多短針避雷裝置 多短針避雷器是有一種類似于傘狀的避雷裝置，實質是將一些均勻的小尖端安裝在一個大的電極上從而構成一個電場電極。當雷電來臨時，多短針避雷器改變了尖端電荷的分布，使向下發展的電荷受到限制，從而有效避免了電力設施遭受雷擊?？梢?，多短針避雷器改變了傳統避雷針采用引雷的方式避免被保護物體遭受雷擊的思路，抑制“上行雷”和“下行雷”的形成，是一種新型的防雷裝置。1991年，湖南省在一些重要的電力設施安裝了多短針避雷裝置，經過一年的試驗發現，這種防雷設備機械結構穩定、防雷效果好、無需維護、使用壽命長，可以有效避免高壓輸電線路遭受雷電危害。目前，這種避雷器在國內已經得到廣泛的應用，特別在地形復雜的高原和山區。

3.2 加裝地線側向避雷針 避雷線是高壓輸電線路最基本、最有效的防雷設施，高壓線路的電壓等級越高，避雷線的防雷效果越好，其造價也越低。避雷線的對高壓線路的保護作用主要體現在以下幾點：首先，防止雷電直接擊中高壓線，對電力系統造成損壞；其次，對雷電進行分流，減小流經塔桿的雷電電流，對線路起到保護作用；第三，屏蔽導線，降低線路的感應電壓。避雷線在地勢平緩的平原地區應用較為廣泛，效果顯著。但是在地形復雜的山區和高原，則應該安裝避雷裝置。

3.3 升高避雷線減小保護角 可以提高避雷線頂端的高度或將三相導線按照倒三角的方式排列，減小避雷線的保護角。升高避雷線的保護角能夠有效的降低繞擊率，對于地勢平緩，較為開闊的區域具有很好的效果。例如日本1000kV 特高壓線路的鐵塔采用了負值保護角，繞擊率極低。通過升高避雷線減小保護角的方法，可以有效提高避雷線的防雷效果，減小繞擊率，在建設高壓輸電線路時應該進行合理的設計才能達到防雷的目的。

4 結論

高壓輸電線路是電力系統的重要組成部分，其安全穩定運行是保障供電安全的重要環節。然而，由于高壓線路長期處于露天的環境，難免受到自然和人為因素的破壞。在做好線路維護工作的同時，有效的預防措施必不可少。本文針對高壓輸電線路常見的一些故障，提出了有效的運行和維護方法，并針對常見的雷電故障，詳細介紹了高壓輸電線路的防雷措施，對指導高壓輸電線路運維工作，提高我國電網的運行水平具有重要的作用。

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