| 标题 | 输电线路运行故障的分析与防治 |
| 范文 | 何少亮 摘 要：输电线路在电力的传送过程中充当中搬运工的角色，本文对输电线路中存在的故障进行分析，提出防治线路故障的有效措施，保证电力在传输过程中的稳定性与有效性，对于整个电网运的安全性和可靠性而言至关重要。 关键词：输电线路；故障分析；防治手段 中图分类号：TM711 文献标识码：A 可靠的电力供应是维持人们日常生活稳定的重要前提，电力系统一旦出现问题，不但会带来严重的经济损失，而且给人们的日常生活带来极大的不便。因此，加强对电力系统的监控，做好针对性的输电线路故障的分析与防治工作，使电力系统正常地运转，以保证电力的正常输送和人民的利益。 一、造成输电线路运行故障的主要原因 一般来说，输电线路将电能从发电厂输送到负荷中心，沿途翻山越岭，跨江过河，经受严寒酷暑及风霜雨雪的考验，其引发故障的主要原因有外力破坏、自然灾害、人为因素三大方面。 1外力破坏 外力破坏是指人们有意或无意造成的线路部件的非正常状态，而实施的损毁、破坏电力设施行为，会造成线路的不安全现象或故障。主要有： （1）毁坏线路设备，蓄意制造事故。 （2）盗窃线路器材。 （3）工作和日常生活中因疏忽大意或不清楚电业知识引起的故障，如树木砍伐，建筑施工，采石爆破，车辆冲撞，放风筝等。 外力破坏容易造成断线、倒杆等永久性故障，对线路的安全稳定运行构成极大的威胁。 2自然灾害 输电线路由于其运行外部环境的特殊性，极易受自然灾害引发故障，如雷击、大风、污闪、覆冰、鸟害、洪水暴雨等。 （1）雷击故障，是由雷击线路而引起的设备绝缘损坏或绝缘子串闪络及断线事故，雷击故障有反击和绕击两种形式。反击是指雷击线路的避雷线、避雷针或杆塔本体，由于雷电流流入大地时，在绝缘子串两端产生非常高的电压，并引起闪络。绕击是指雷电绕过避雷线直击在导线上而引起的闪络故障。 （2）大风故障，一般是由于导线在风力作用下发生摆动，使其与塔（杆）身、其他相别导线、地线或建构筑物、树木之间的净空距离不足而引起下路闪络或短路故障。此外，大风还会刮起地面或屋顶的导电异物搭接在导线上造成故障，甚至当风速超过或接近设计风速时，将可能造成杆塔倾倒或损坏等严重事故。 （3）污闪故障，是指线路上绝缘子表面积聚有大量污秽物时，在受潮及泄露比距不足的情况下，在正常运行电压下发生的闪络故障。这种闪络不是由于作用电压的升高，而是由于绝缘子表面绝缘能力降低，表面泄露电流增加的结果。污闪与绝缘子表面积污的性质、表面污层的污湿特性以及绝缘子本身的状态灯诸多因素有关。一般情况下，当一回线路发生污闪时，其周边附近的线路也发生污闪的几率较大，受影响的面积大、范围广，而且污闪故障维持时间较长，往往不能依靠自动重合闸迅速恢复送电，严重时候可引发整个电网故障。 （4）覆冰故障，是线路出现严重覆冰，容易在绝缘子伞裙之间形成冰挂，降低绝缘子的外绝缘水平而造成闪络故障（也称之为“冰闪”）；当覆冰发张超出了导地线和杆塔的设计机械荷载，可造成断线、横担变形、倒杆等严重事故；另外，导线在覆冰融化脱落时，可引起导线上下舞动造成导线间或导线与地线间的短路故障。 （5）鸟害故障，是由鸟类活动造成的线路故障，一般情况下是鸟粪在绝缘子伞裙滴挂造成闪络，或者是鸟类筑巢的水草、树枝或金属条（带）造成导线接地或短路故障。 （6）洪水暴雨故障，是大（暴）雨导致河流暴涨、山洪暴发冲刷杆塔基础，造成杆塔倒塌和断线事故。 3 人为因素的影响 人为因素所导致的故障或事故，主要人为责任造成的，包括由于设计、施工质量不良，或设备制造质量不良所引起的各种事故；运行人员失误造成的误操作、误调度引起的事故；运行人员运维不到位，未能及时发现并处理设备缺陷、隐患而造成的事故。 二、输电线路运行故障的防治措施 虽然引发故障的主要原因有外力破坏、自然灾害、人为因素三大方面，但由于各地的经济发展、文化习俗、运行经验不尽相同，输电线路运行故障的防治不能一概而论，而应因地制宜，制定最为适合的措施。以下以清远地区的几起典型故障及防治措施进行探讨： 1外力破坏引起的故障 （1）故障信息 2013年9月29日15：00时，220kV清燕甲线主一、主二纵联保护跳闸，重合不成功，C相故障，清远站侧测距10.56km，燕河站侧测距28.63km，故障电流为1664A。16：52时，中调对220kV清燕甲线强送电成功。 （2）查线结果 经查线发现高速公路利用吊车施工作业过程中，因吊臂与导线触碰造成安全距离不足接地放电，导致#13—#14档C相导线受损严重。 （3）防治措施 这是一起典型的线下违规吊装作业造成的电力安全事件，对于此类事件，运行单位必须要落实各项事前管控措施。 ①建立完善的风险档案，将线路沿线保护区范围内的施工点建立清册并进行分级处理，尤其是邻近线路的起吊、装卸等施工作业，应列入“黑点”重点关注。 ②做好电力设施保护的宣传和教育工作，对列入风险档案的各个施工作业点，运行单位应约谈责任单位的现场负责人，以派发宣传单、签发安全隐患整改通知书或安全生产告知书等形式进行口头或书面的安全教育，必要时可作图文、声像等记录存档。 ③根据实际需要，缩短“黑点”的巡视周期，必要时应派运行人员进行现场监护和值守。 ④利用视频监控装置等科技手段，对施工作业点进行24小时不间断的在线监控。 ⑤对于个别难以处理的隐患点，可书面报告当地安监或公安部门，积极寻求政府的支持，采取行政手段依法合规维护电力设施安全。 2 雷击造成的故障 （1）故障信息 2011年9月13日03：59时，220kV阳燕甲线两侧主一、主二保护动作跳闸，C相故障，重合成功，阳山站测距24.5km，燕河站测距91km。03：59时，220kV阳燕乙线两侧主一、主二保护动作跳闸，B相故障，重合成功，阳山站测距20km，燕河站测距75.5km。一次故障电流甲线6.25kA、乙线5.178kA。 （2）查线结果 查线发现220kV阳燕甲线#80塔C相，阳燕乙线#80塔B相，玻璃绝缘子串有雷击闪络痕迹。故障塔位的土壤接地电阻率为2000，设计接地电阻20Ω，复测接地电阻7Ω，地线保护角为16.6°。 （3）防治措施 由于输电线路的路径基本上处于野外，在输电线路的运行故障统计中，输电线路的故障是整个故障中类型最大的一种，但由于雷击属小概率事件，防雷措施的选择应同时兼顾经济、技术及运行要求，不能顾此失彼。 ①设计阶段，应用雷电定位定位系统收集落雷密度数据，确定雷害多发区域，分析雷害特点，并提出设计线路年雷击跳闸率允许指标。现场勘查，应实测线路地形参数，计算所选型的线路结构的每基杆塔的耐雷水平。 ②运行阶段，需做好雷击杆塔基础数据的收集分析，明确易击杆段，根据现场实际有针对性地采取防雷措施，包括：降低杆塔接地电阻、改善接地网的敷设方式、适当加强绝缘、加装线路避雷器、可控避雷针、减小保护角、增设耦合地线等手段。 ③运行线路的防雷改造首先需明确易击段和雷击跳闸类型，以防反击为主的，重点采取降低接地电阻等措施；以防绕击为主的，重点采取减少保护角等措施；反击和绕击皆防的，采取加强绝缘、线路避雷器、耦合地线等措施。 ④同塔多回线路防雷击同跳，一般遵循全线整体实施原则，实施的优先顺序一般为：增加绝缘子片数→加装绝缘子并联间隙→加装线路避雷器。 3 覆冰造成的故障 （1）故障信息 2008年1月28日09：01时，220kV连阳乙线阳山站侧主I、主II保护动作，B相故障跳闸，重合不成功，三相跳闸，测距39km；连州电厂侧主I、主II保护动作，B相故障跳闸，重合不成功，三相跳闸，测距34.5km。 （2）查线结果 因清远地区遭遇一场八十年一遇的持续低温冻雨雪天气，在持续恶劣气象环境下，导、地线的覆冰严重，共造成连阳乙线33基杆塔断线、倒杆事故。 （3）防治措施 造成本次广东粤北地区严重覆冰事故的主要原因有：①山上、山下线段承受纵向不平衡张力超过杆塔承受的极限；②按运行经验，设计未能考虑极端情况；③缺乏有效的融冰措施是进一步加剧了冰害的范围。 为此，线路防治覆冰措施可按以下几点进行考虑： ①线路设计阶段认真调查气象条件。除遵循设计规程外，气象条件的组合应尽量对当地的气候特征、地理环境作详细调查研究，了解历年冰凌频数、性质、分布及危害等各方面情况，合理划分冰区、确定覆冰厚度。 ②合理选择线路路径。在勘测设计中，要合理选择路径，尽量避开高山风口、垭口、湖泊、水库等容易覆冰地带，尤其是高差变化大、陡峭、温差交汇地区。对雨凇覆冰地段尽量不要出现跨越大档距，合理控制耐张段长度，对连续上下山区域，宜适当增加耐张塔，必要时采用孤立档进行设计建造。 ③增加杆塔、导地线的强度。对普通自立直线塔（酒杯塔、猫头塔）平口下部、导线横担和地线支架等进行强度校验，适当提高其抗水平拉力强度。为减少或防止覆冰后钢芯铝绞线断股、断线，重覆冰区导线可采用高强度钢芯铝合金导线甚至复合软芯铝导线。复合软芯铝导线其芯线由碳素纤维和玻璃包覆组成，比普通钢芯铝绞线具有耐高温、大容量、强度大、重量轻等优点。 ④加强运行线路的冰情观测。适当地设置线路观冰台站，发展新技术手段，实现线路覆冰情况的实时监控，掌握覆冰发展情况，以便及时采取预防措施。 ⑤除冰技术应用方面。积极采用国内外成熟有效的防冰、除冰措施，包括热力除冰防冰、机械除冰、被动防冰等方法的应用。必要时可试点应用电磁脉冲、温控电热带等新技术、新方法。 4 施工质量不良造成的故障 （1）事件经过 2010年7月17日14：54时，清远220kV阳燕乙线两侧开关C相故障跳闸，重合不成功跳三相。阳山站：主一纵联保护、主二纵联保护以及距离一段保护动作；燕河站：主一纵联保护、主二纵联保护动作。15：46时燕河站对220kV阳燕乙线强送不成功，手合后加速保护动作。 （2）查线结果 经检查发现220kV阳燕乙线#4铁塔C相耐张线夹（NY-300/40）承力钢绞线断线引起的，事后对断裂的线夹进行材质分析及压接工艺分析，认定该起故障时由于耐张线夹液压施工操作不满足工艺要求，导致耐张线夹握力及抗拉强度大大降低，最终发生线夹钢芯断裂。 （3）防治措施 ①切实加强线路工程施工管理，严格执行架空线路施工及验收规范、液压施工工艺规程等相关技术、管理标准，提高工程质量。 ②同时要大力开展新投产线路红外测温工作，及时发现通流缺陷。 结语 输电线路在输电的系统中使重要的组成部分，对于老百姓的日常生活而言，重要作用不言而喻。在地理、环境与人文因素的影响下，输电线路中会出现各种各样的故障，针对这些故障提出相应的防治促使，是输电线路维护工作人员日常生活工作的重要任务，本文从影响电力运行的外力破坏、雷击、覆冰、施工质量不良等案例进行分析，提出了一系列的解决措施，以其提高输电线路运行的可靠性与安全性。 参考文献 [1]马振兴. 关于高压输电线路的日常维护讨论[J]. 中小企业管理与科. 2010，4（12）：34-38. [2]赵智君. 浅谈输电线路的运行故障及防治方法[J]. 中国新技术新产品. 2011，5（17）：56-60. [3]罗兵. 直流复合绝缘子不均匀污秽闪络特性研究[J]. 高压电技术. 2011，3（76）：345-347. |
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