何少亮

摘 要：輸電線路在電力的傳送過程中充當中搬運工的角色，本文對輸電線路中存在的故障進行分析，提出防治線路故障的有效措施，保證電力在傳輸過程中的穩(wěn)定性與有效性，對于整個電網(wǎng)運的安全性和可靠性而言至關重要。

關鍵詞：輸電線路；故障分析；防治手段

中圖分類號：TM711 文獻標識碼：A

可靠的電力供應是維持人們?nèi)粘Ｉ罘€(wěn)定的重要前提，電力系統(tǒng)一旦出現(xiàn)問題，不但會帶來嚴重的經(jīng)濟損失，而且給人們的日常生活帶來極大的不便。因此，加強對電力系統(tǒng)的監(jiān)控，做好針對性的輸電線路故障的分析與防治工作，使電力系統(tǒng)正常地運轉(zhuǎn)，以保證電力的正常輸送和人民的利益。

一、造成輸電線路運行故障的主要原因

一般來說，輸電線路將電能從發(fā)電廠輸送到負荷中心，沿途翻山越嶺，跨江過河，經(jīng)受嚴寒酷暑及風霜雨雪的考驗，其引發(fā)故障的主要原因有外力破壞、自然災害、人為因素三大方面。

1外力破壞

外力破壞是指人們有意或無意造成的線路部件的非正常狀態(tài)，而實施的損毀、破壞電力設施行為，會造成線路的不安全現(xiàn)象或故障。主要有：

（1）毀壞線路設備，蓄意制造事故。

（2）盜竊線路器材。

（3）工作和日常生活中因疏忽大意或不清楚電業(yè)知識引起的故障，如樹木砍伐，建筑施工，采石爆破，車輛沖撞，放風箏等。

外力破壞容易造成斷線、倒桿等永久性故障，對線路的安全穩(wěn)定運行構(gòu)成極大的威脅。

2自然災害

輸電線路由于其運行外部環(huán)境的特殊性，極易受自然災害引發(fā)故障，如雷擊、大風、污閃、覆冰、鳥害、洪水暴雨等。

（1）雷擊故障，是由雷擊線路而引起的設備絕緣損壞或絕緣子串閃絡及斷線事故，雷擊故障有反擊和繞擊兩種形式。反擊是指雷擊線路的避雷線、避雷針或桿塔本體，由于雷電流流入大地時，在絕緣子串兩端產(chǎn)生非常高的電壓，并引起閃絡。繞擊是指雷電繞過避雷線直擊在導線上而引起的閃絡故障。

（2）大風故障，一般是由于導線在風力作用下發(fā)生擺動，使其與塔（桿）身、其他相別導線、地線或建構(gòu)筑物、樹木之間的凈空距離不足而引起下路閃絡或短路故障。此外，大風還會刮起地面或屋頂?shù)膶щ姰愇锎罱釉趯Ь€上造成故障，甚至當風速超過或接近設計風速時，將可能造成桿塔傾倒或損壞等嚴重事故。

（3）污閃故障，是指線路上絕緣子表面積聚有大量污穢物時，在受潮及泄露比距不足的情況下，在正常運行電壓下發(fā)生的閃絡故障。這種閃絡不是由于作用電壓的升高，而是由于絕緣子表面絕緣能力降低，表面泄露電流增加的結(jié)果。污閃與絕緣子表面積污的性質(zhì)、表面污層的污濕特性以及絕緣子本身的狀態(tài)燈諸多因素有關。一般情況下，當一回線路發(fā)生污閃時，其周邊附近的線路也發(fā)生污閃的幾率較大，受影響的面積大、范圍廣，而且污閃故障維持時間較長，往往不能依靠自動重合閘迅速恢復送電，嚴重時候可引發(fā)整個電網(wǎng)故障。

（4）覆冰故障，是線路出現(xiàn)嚴重覆冰，容易在絕緣子傘裙之間形成冰掛，降低絕緣子的外絕緣水平而造成閃絡故障（也稱之為“冰閃”）；當覆冰發(fā)張超出了導地線和桿塔的設計機械荷載，可造成斷線、橫擔變形、倒桿等嚴重事故；另外，導線在覆冰融化脫落時，可引起導線上下舞動造成導線間或?qū)Ь€與地線間的短路故障。

（5）鳥害故障，是由鳥類活動造成的線路故障，一般情況下是鳥糞在絕緣子傘裙滴掛造成閃絡，或者是鳥類筑巢的水草、樹枝或金屬條（帶）造成導線接地或短路故障。

（6）洪水暴雨故障，是大（暴）雨導致河流暴漲、山洪暴發(fā)沖刷桿塔基礎，造成桿塔倒塌和斷線事故。

3 人為因素的影響

人為因素所導致的故障或事故，主要人為責任造成的，包括由于設計、施工質(zhì)量不良，或設備制造質(zhì)量不良所引起的各種事故；運行人員失誤造成的誤操作、誤調(diào)度引起的事故；運行人員運維不到位，未能及時發(fā)現(xiàn)并處理設備缺陷、隱患而造成的事故。

二、輸電線路運行故障的防治措施

雖然引發(fā)故障的主要原因有外力破壞、自然災害、人為因素三大方面，但由于各地的經(jīng)濟發(fā)展、文化習俗、運行經(jīng)驗不盡相同，輸電線路運行故障的防治不能一概而論，而應因地制宜，制定最為適合的措施。以下以清遠地區(qū)的幾起典型故障及防治措施進行探討：

1外力破壞引起的故障

（1）故障信息

2013年9月29日15：00時，220kV清燕甲線主一、主二縱聯(lián)保護跳閘，重合不成功，C相故障，清遠站側(cè)測距10.56km，燕河站側(cè)測距28.63km，故障電流為1664A。16：52時，中調(diào)對220kV清燕甲線強送電成功。

（2）查線結(jié)果

經(jīng)查線發(fā)現(xiàn)高速公路利用吊車施工作業(yè)過程中，因吊臂與導線觸碰造成安全距離不足接地放電，導致#13—#14檔C相導線受損嚴重。

（3）防治措施

這是一起典型的線下違規(guī)吊裝作業(yè)造成的電力安全事件，對于此類事件，運行單位必須要落實各項事前管控措施。

①建立完善的風險檔案，將線路沿線保護區(qū)范圍內(nèi)的施工點建立清冊并進行分級處理，尤其是鄰近線路的起吊、裝卸等施工作業(yè)，應列入“黑點”重點關注。

②做好電力設施保護的宣傳和教育工作，對列入風險檔案的各個施工作業(yè)點，運行單位應約談責任單位的現(xiàn)場負責人，以派發(fā)宣傳單、簽發(fā)安全隱患整改通知書或安全生產(chǎn)告知書等形式進行口頭或書面的安全教育，必要時可作圖文、聲像等記錄存檔。

③根據(jù)實際需要，縮短“黑點”的巡視周期，必要時應派運行人員進行現(xiàn)場監(jiān)護和值守。

④利用視頻監(jiān)控裝置等科技手段，對施工作業(yè)點進行24小時不間斷的在線監(jiān)控。

⑤對于個別難以處理的隱患點，可書面報告當?shù)匕脖O(jiān)或公安部門，積極尋求政府的支持，采取行政手段依法合規(guī)維護電力設施安全。

2 雷擊造成的故障

（1）故障信息

2011年9月13日03：59時，220kV陽燕甲線兩側(cè)主一、主二保護動作跳閘，C相故障，重合成功，陽山站測距24.5km，燕河站測距91km。03：59時，220kV陽燕乙線兩側(cè)主一、主二保護動作跳閘，B相故障，重合成功，陽山站測距20km，燕河站測距75.5km。一次故障電流甲線6.25kA、乙線5.178kA。

（2）查線結(jié)果

查線發(fā)現(xiàn)220kV陽燕甲線#80塔C相，陽燕乙線#80塔B相，玻璃絕緣子串有雷擊閃絡痕跡。故障塔位的土壤接地電阻率為2000，設計接地電阻20Ω，復測接地電阻7Ω，地線保護角為16.6°。

（3）防治措施

由于輸電線路的路徑基本上處于野外，在輸電線路的運行故障統(tǒng)計中，輸電線路的故障是整個故障中類型最大的一種，但由于雷擊屬小概率事件，防雷措施的選擇應同時兼顧經(jīng)濟、技術及運行要求，不能顧此失彼。

①設計階段，應用雷電定位定位系統(tǒng)收集落雷密度數(shù)據(jù)，確定雷害多發(fā)區(qū)域，分析雷害特點，并提出設計線路年雷擊跳閘率允許指標?，F(xiàn)場勘查，應實測線路地形參數(shù)，計算所選型的線路結(jié)構(gòu)的每基桿塔的耐雷水平。

②運行階段，需做好雷擊桿塔基礎數(shù)據(jù)的收集分析，明確易擊桿段，根據(jù)現(xiàn)場實際有針對性地采取防雷措施，包括：降低桿塔接地電阻、改善接地網(wǎng)的敷設方式、適當加強絕緣、加裝線路避雷器、可控避雷針、減小保護角、增設耦合地線等手段。

③運行線路的防雷改造首先需明確易擊段和雷擊跳閘類型，以防反擊為主的，重點采取降低接地電阻等措施；以防繞擊為主的，重點采取減少保護角等措施；反擊和繞擊皆防的，采取加強絕緣、線路避雷器、耦合地線等措施。

④同塔多回線路防雷擊同跳，一般遵循全線整體實施原則，實施的優(yōu)先順序一般為：增加絕緣子片數(shù)→加裝絕緣子并聯(lián)間隙→加裝線路避雷器。

3 覆冰造成的故障

（1）故障信息

2008年1月28日09：01時，220kV連陽乙線陽山站側(cè)主I、主II保護動作，B相故障跳閘，重合不成功，三相跳閘，測距39km；連州電廠側(cè)主I、主II保護動作，B相故障跳閘，重合不成功，三相跳閘，測距34.5km。

（2）查線結(jié)果

因清遠地區(qū)遭遇一場八十年一遇的持續(xù)低溫凍雨雪天氣，在持續(xù)惡劣氣象環(huán)境下，導、地線的覆冰嚴重，共造成連陽乙線33基桿塔斷線、倒桿事故。

（3）防治措施

造成本次廣東粵北地區(qū)嚴重覆冰事故的主要原因有：①山上、山下線段承受縱向不平衡張力超過桿塔承受的極限；②按運行經(jīng)驗，設計未能考慮極端情況；③缺乏有效的融冰措施是進一步加劇了冰害的范圍。

為此，線路防治覆冰措施可按以下幾點進行考慮：

①線路設計階段認真調(diào)查氣象條件。除遵循設計規(guī)程外，氣象條件的組合應盡量對當?shù)氐臍夂蛱卣?、地理環(huán)境作詳細調(diào)查研究，了解歷年冰凌頻數(shù)、性質(zhì)、分布及危害等各方面情況，合理劃分冰區(qū)、確定覆冰厚度。

②合理選擇線路路徑。在勘測設計中，要合理選擇路徑，盡量避開高山風口、埡口、湖泊、水庫等容易覆冰地帶，尤其是高差變化大、陡峭、溫差交匯地區(qū)。對雨凇覆冰地段盡量不要出現(xiàn)跨越大檔距，合理控制耐張段長度，對連續(xù)上下山區(qū)域，宜適當增加耐張塔，必要時采用孤立檔進行設計建造。

③增加桿塔、導地線的強度。對普通自立直線塔（酒杯塔、貓頭塔）平口下部、導線橫擔和地線支架等進行強度校驗，適當提高其抗水平拉力強度。為減少或防止覆冰后鋼芯鋁絞線斷股、斷線，重覆冰區(qū)導線可采用高強度鋼芯鋁合金導線甚至復合軟芯鋁導線。復合軟芯鋁導線其芯線由碳素纖維和玻璃包覆組成，比普通鋼芯鋁絞線具有耐高溫、大容量、強度大、重量輕等優(yōu)點。

④加強運行線路的冰情觀測。適當?shù)卦O置線路觀冰臺站，發(fā)展新技術手段，實現(xiàn)線路覆冰情況的實時監(jiān)控，掌握覆冰發(fā)展情況，以便及時采取預防措施。

⑤除冰技術應用方面。積極采用國內(nèi)外成熟有效的防冰、除冰措施，包括熱力除冰防冰、機械除冰、被動防冰等方法的應用。必要時可試點應用電磁脈沖、溫控電熱帶等新技術、新方法。

4 施工質(zhì)量不良造成的故障

（1）事件經(jīng)過

2010年7月17日14：54時，清遠220kV陽燕乙線兩側(cè)開關C相故障跳閘，重合不成功跳三相。陽山站：主一縱聯(lián)保護、主二縱聯(lián)保護以及距離一段保護動作；燕河站：主一縱聯(lián)保護、主二縱聯(lián)保護動作。15：46時燕河站對220kV陽燕乙線強送不成功，手合后加速保護動作。

（2）查線結(jié)果

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)220kV陽燕乙線#4鐵塔C相耐張線夾（NY-300/40）承力鋼絞線斷線引起的，事后對斷裂的線夾進行材質(zhì)分析及壓接工藝分析，認定該起故障時由于耐張線夾液壓施工操作不滿足工藝要求，導致耐張線夾握力及抗拉強度大大降低，最終發(fā)生線夾鋼芯斷裂。

（3）防治措施

①切實加強線路工程施工管理，嚴格執(zhí)行架空線路施工及驗收規(guī)范、液壓施工工藝規(guī)程等相關技術、管理標準，提高工程質(zhì)量。

②同時要大力開展新投產(chǎn)線路紅外測溫工作，及時發(fā)現(xiàn)通流缺陷。

結(jié)語

輸電線路在輸電的系統(tǒng)中使重要的組成部分，對于老百姓的日常生活而言，重要作用不言而喻。在地理、環(huán)境與人文因素的影響下，輸電線路中會出現(xiàn)各種各樣的故障，針對這些故障提出相應的防治促使，是輸電線路維護工作人員日常生活工作的重要任務，本文從影響電力運行的外力破壞、雷擊、覆冰、施工質(zhì)量不良等案例進行分析，提出了一系列的解決措施，以其提高輸電線路運行的可靠性與安全性。

參考文獻

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