趙登 ZHAO Deng

（國網(wǎng)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(wǎng)的重要組成部分，對(duì)保障企業(yè)生產(chǎn)和居民生活具有重要的作用。如果高壓輸電線路發(fā)生故障，將引起大面積的供電中斷，給經(jīng)濟(jì)發(fā)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(huán)境中，且所處的地理環(huán)境十分復(fù)雜，經(jīng)常會(huì)發(fā)生故障，因此，采用科學(xué)的方法進(jìn)行預(yù)防具有重要的意義。導(dǎo)致輸電線路發(fā)生故障的原因很多，本文詳細(xì)介紹了雷害、履冰、架空線斷裂等故障，提出了診斷和維護(hù)的方法，并針對(duì)常見的雷害故障詳細(xì)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(zāi)害是不可抗拒的，具有一定的隨機(jī)性和復(fù)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(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，而且大大縮短了電網(wǎng)中設(shè)備的使用壽命。對(duì)于其他電力設(shè)備如發(fā)電機(jī)、變壓器、開關(guān)等大多在室內(nèi)或加裝了避雷設(shè)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(qū)，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(yīng)用價(jià)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(shí)與導(dǎo)線表面碰撞結(jié)冰，產(chǎn)生了履冰現(xiàn)象。當(dāng)履冰的重量超過導(dǎo)線或桿塔所能承受的荷載時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致斷線或倒塔事故。尤其在雨雪天氣，這種故障發(fā)生的范圍廣，搶修難度高，對(duì)電網(wǎng)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(dǎo)致，如線路老化、微風(fēng)振動(dòng)等。其中，最主要的原因是微風(fēng)振動(dòng)。輸電線路在空口受到微風(fēng)振動(dòng)的影響，在半空中反復(fù)被折扭，引起線材的疲勞，最終導(dǎo)致輸電線路的斷裂故障。導(dǎo)致微風(fēng)振動(dòng)問題所需的風(fēng)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(dǎo)致故障 所謂的外力破壞導(dǎo)致故障是指人為因素造成的線路損壞。通常是因?yàn)槿藗冃钜馄茐幕蚴韬龃笠馑?。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(dǎo)致輸電線塔桿倒塌，違章取土取石導(dǎo)致塔桿地基遭到破壞，盜竊電力設(shè)施導(dǎo)致電力系統(tǒng)被破壞等。這種人為因素導(dǎo)致的輸電線路故障雖然發(fā)生的范圍較小，可以及時(shí)解決，但是，破壞力較強(qiáng)，因此需要制定嚴(yán)格的法律法規(guī)作為保障。

2 高壓輸電線路運(yùn)行和維護(hù)措施

2.1 雷擊故障預(yù)防和維護(hù) 預(yù)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(wǎng)線路建設(shè)過程中，應(yīng)該因地制宜，做好規(guī)范，有效回避雷電災(zāi)害多發(fā)的地區(qū)。輸電線路可以通過安裝避雷線、線路避雷器、負(fù)角保護(hù)針、可控放電避雷針等設(shè)施有效的預(yù)防雷電的破壞。此外，通過安裝自動(dòng)重合閘實(shí)現(xiàn)開關(guān)的重新連接也可以有效預(yù)防輸電線路的雷擊故障。實(shí)驗(yàn)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(qiáng)度也能很快恢復(fù)。所以，采用自動(dòng)重合閘裝置使線路從新連接，能夠成功恢復(fù)供電，這大大提高了供電的穩(wěn)定性和可靠性，減少了斷電的時(shí)間。

2.2 履冰故障的維護(hù)方法 履冰故障的維護(hù)工作量一般較大，因此，在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該充分考慮履冰問題，需要具備應(yīng)對(duì)30年一遇的強(qiáng)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(guī)劃路徑，有效避開溫度變化較大的地區(qū)。在履冰季節(jié)應(yīng)該做好線路的檢查工作，排除安全隱患，對(duì)桿塔、線路、絕緣子缺陷應(yīng)該及時(shí)地進(jìn)行加固和解決。加大對(duì)履冰情況巡查的力度，對(duì)于履冰情況嚴(yán)重的線路，可以采用機(jī)械除冰或電流溶解法進(jìn)行線路履冰的去除，最大限度地減少履冰對(duì)輸電線路的破壞。此外，還需要準(zhǔn)備好搶險(xiǎn)的物資以應(yīng)對(duì)突發(fā)的情況。

2.3 線路斷裂和外力破壞維護(hù)方法 高壓輸電線路處于露天環(huán)境下，難免會(huì)受到人為或外力的破壞。洪水、泥石流、私自拉線、施工機(jī)械碰撞等都可能導(dǎo)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(yīng)用防盜螺栓，提高線路的自衛(wèi)能力；②做好宣傳工作，在施工區(qū)域附近的線路周圍設(shè)置警示標(biāo)志，提醒施工人員維護(hù)好施工區(qū)域內(nèi)的電力設(shè)施；③增加高危地區(qū)的巡查次數(shù)，一旦發(fā)現(xiàn)安全隱患及時(shí)進(jìn)行制止；④與公安部門密切聯(lián)系，嚴(yán)厲打擊偷竊線路和電力設(shè)備的違法行為；⑤在維護(hù)過程中，對(duì)使用的線材等物資進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量把控，防止不合格的產(chǎn)品被用于電力系統(tǒng)，對(duì)電網(wǎng)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(dòng)措施，如避開雷電高發(fā)地區(qū)，在地勢較為低洼地區(qū)搭建桿塔；二是主動(dòng)措施，即安裝避雷器等防雷設(shè)備；下面主要介紹幾種主動(dòng)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(shí)質(zhì)是將一些均勻的小尖端安裝在一個(gè)大的電極上從而構(gòu)成一個(gè)電場電極。當(dāng)雷電來臨時(shí)，多短針避雷器改變了尖端電荷的分布，使向下發(fā)展的電荷受到限制，從而有效避免了電力設(shè)施遭受雷擊?？梢?，多短針避雷器改變了傳統(tǒng)避雷針采用引雷的方式避免被保護(hù)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(shè)施安裝了多短針避雷裝置，經(jīng)過一年的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這種防雷設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、防雷效果好、無需維護(hù)、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(nèi)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，特別在地形復(fù)雜的高原和山區(qū)。

3.2 加裝地線側(cè)向避雷針 避雷線是高壓輸電線路最基本、最有效的防雷設(shè)施，高壓線路的電壓等級(jí)越高，避雷線的防雷效果越好，其造價(jià)也越低。避雷線的對(duì)高壓線路的保護(hù)作用主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：首先，防止雷電直接擊中高壓線，對(duì)電力系統(tǒng)造成損壞；其次，對(duì)雷電進(jìn)行分流，減小流經(jīng)塔桿的雷電電流，對(duì)線路起到保護(hù)作用；第三，屏蔽導(dǎo)線，降低線路的感應(yīng)電壓。避雷線在地勢平緩的平原地區(qū)應(yīng)用較為廣泛，效果顯著。但是在地形復(fù)雜的山區(qū)和高原，則應(yīng)該安裝避雷裝置。

3.3 升高避雷線減小保護(hù)角 可以提高避雷線頂端的高度或?qū)⑷鄬?dǎo)線按照倒三角的方式排列，減小避雷線的保護(hù)角。升高避雷線的保護(hù)角能夠有效的降低繞擊率，對(duì)于地勢平緩，較為開闊的區(qū)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(fù)值保護(hù)角，繞擊率極低。通過升高避雷線減小保護(hù)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(shè)高壓輸電線路時(shí)應(yīng)該進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)才能達(dá)到防雷的目的。

4 結(jié)論

高壓輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其安全穩(wěn)定運(yùn)行是保障供電安全的重要環(huán)節(jié)。然而，由于高壓線路長期處于露天的環(huán)境，難免受到自然和人為因素的破壞。在做好線路維護(hù)工作的同時(shí)，有效的預(yù)防措施必不可少。本文針對(duì)高壓輸電線路常見的一些故障，提出了有效的運(yùn)行和維護(hù)方法，并針對(duì)常見的雷電故障，詳細(xì)介紹了高壓輸電線路的防雷措施，對(duì)指導(dǎo)高壓輸電線路運(yùn)維工作，提高我國電網(wǎng)的運(yùn)行水平具有重要的作用。

[1]許銳文，邱波，陳道輝.高壓輸電線路防雷措施的對(duì)策研究[J].科技博覽，2011.

[2]車長友.架空輸電線路常見故障及預(yù)防措施分析[J].電力科技，2012.

[3]曾嶸,耿屹楠,李雨,何金良.高壓輸電線路先導(dǎo)發(fā)展繞擊分析模型研究[J].高電壓技術(shù),2008(10).