班衛(wèi)華

0 引言

我國(guó)輸電線路具有分布廣泛、面臨的地理和氣候環(huán)境變化多端等特點(diǎn)。在不利條件和特殊天氣的綜合作用下，線路極易出現(xiàn)故障，給電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來(lái)威脅。近年來(lái)，國(guó)外很多大面積停電事故都是由線路故障引起的。筆者對(duì)我國(guó)輸電線路中出現(xiàn)故障的原因進(jìn)行分析總結(jié)發(fā)現(xiàn)，由氣候環(huán)境引起的跳閘事故占有相當(dāng)重的比例，其中雷擊跳閘是最為常見的現(xiàn)象；此外，外力破壞、導(dǎo)線覆冰和舞動(dòng)、風(fēng)偏和污閃等也是造成非計(jì)劃停電的主要原因。我們應(yīng)該對(duì)這些故障原因進(jìn)行分析，總結(jié)出其發(fā)生的規(guī)律，給出有針對(duì)性的預(yù)防措施，為合理規(guī)劃輸電線路提供依據(jù)。

1 雷擊故障及其應(yīng)對(duì)措施

雷擊是引發(fā)線路跳閘的主要原因之一，已經(jīng)導(dǎo)致我國(guó)輸電線路多次發(fā)生跳閘現(xiàn)象。眾所周知，雷擊造成的輸電線路跳閘是在所難免的，不同地區(qū)出現(xiàn)的雷電活動(dòng)都有它獨(dú)特的周期和規(guī)律，具體如下：在一些地勢(shì)較為復(fù)雜的地區(qū)易形成雷云，當(dāng)出現(xiàn)極端天氣時(shí)，這些地區(qū)的線路會(huì)遭受雷擊，如果沒有采取有效的防雷措施，線路就會(huì)出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象；在一些土壤電阻率高的地域會(huì)形成較大的桿塔接地電阻，也易引起雷擊跳閘；山區(qū)中的導(dǎo)線常常會(huì)形成山坡傾角，遭受雷電繞擊的概率較大。單單從線路自身的特點(diǎn)出發(fā)，存在的雷擊原因有：（1）在設(shè)計(jì)線路過(guò)程中采用的雷電日與實(shí)際遭受雷電的時(shí)間不完全吻合，如果采用的雷電日比實(shí)際情況要少，輸電設(shè)備的耐雷擊水平就會(huì)偏低。（2）當(dāng)下，在線路設(shè)計(jì)過(guò)程中，依據(jù)的主要數(shù)據(jù)是雷電幅值和雷電的概率分布，這些都是通過(guò)長(zhǎng)期觀察統(tǒng)計(jì)后得到的結(jié)果，其與實(shí)際情況之間還存在一定的差距。（3）在運(yùn)行維護(hù)上，當(dāng)線路中的絕緣子絕緣值降低而又沒有及時(shí)被發(fā)現(xiàn)時(shí)，會(huì)造成閃絡(luò)電壓的降低，進(jìn)而導(dǎo)致線路的耐雷擊水平下降；在一些地方，為了提高線路的防污閃能力，采用合成絕緣子，一旦均壓環(huán)中的空氣間隙縮小，也會(huì)降低線路的耐雷擊水平。（4）很多接地裝置長(zhǎng)時(shí)間投入運(yùn)行難免受到腐蝕，當(dāng)遇到雷雨天氣時(shí)，反擊跳閘率也會(huì)增大。

針對(duì)以上雷擊故障，應(yīng)該從以下幾個(gè)方面制定應(yīng)對(duì)措施：（1）設(shè)計(jì)線路前做好基礎(chǔ)工作?；诶纂姸ㄎ幌到y(tǒng)，對(duì)每年的落雷分布情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，找出雷電流強(qiáng)度與線路跳閘之間的相互關(guān)系。結(jié)合多年的線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和具體的地形地貌特點(diǎn)，劃分出容易出現(xiàn)雷擊的地段，繪制出雷電區(qū)域分布圖，綜合各方面因素給出合理的防雷設(shè)計(jì)方法，合理運(yùn)用耦合地線以及架空地線，并給出相應(yīng)的防雷措施；在必要的地方安裝故障顯示器和記錄器等監(jiān)測(cè)裝置，方便對(duì)雷電的監(jiān)測(cè)和故障類型的判別。（2）保證桿塔的接地電阻不至于過(guò)高。桿塔的接地電阻與線路的耐雷水平是成反比的，為了提高線路的耐雷水平，應(yīng)該盡可能地降低桿塔的接地電阻，比如采用架空線路進(jìn)行自然接地，采用外引接地裝置，在接地處填充足量的低電阻率物質(zhì)等。（3）在線路上安裝避雷器。通常情況下，線路的避雷器與絕緣子串是并聯(lián)在一起的，當(dāng)線路遭遇雷擊時(shí)，過(guò)電壓有可能會(huì)擊穿線路避雷器間隙，但是絕緣子串上的氧化鋅閥片具有非線性的特點(diǎn)，可以將電弧切斷，防止線路發(fā)生跳閘［1］。

2 風(fēng)偏放電故障及其應(yīng)對(duì)措施

風(fēng)力過(guò)大也會(huì)導(dǎo)致輸電線路風(fēng)偏放電，造成電網(wǎng)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。其中，造成這一現(xiàn)象最直接的原因是局地強(qiáng)風(fēng)暴。通過(guò)對(duì)輸電線路進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)，風(fēng)偏放電的區(qū)域通常是臺(tái)風(fēng)、龍卷風(fēng)以及颮線風(fēng)經(jīng)常襲擊的地方，出現(xiàn)的特點(diǎn)是：通常在局部區(qū)域發(fā)生，空氣的對(duì)流能量較大；具有十分強(qiáng)勁的風(fēng)力；陣發(fā)性強(qiáng)，來(lái)得快，去得也快；伴隨有雷雨和冰雹的天氣出現(xiàn)。在強(qiáng)風(fēng)的作用下，導(dǎo)線很容易出現(xiàn)移位現(xiàn)象，導(dǎo)致導(dǎo)線之間的距離減小，從而形成較大的空間場(chǎng)強(qiáng)，有些地方甚至?xí)霈F(xiàn)過(guò)高的場(chǎng)強(qiáng)，極易造成放電現(xiàn)象；在強(qiáng)風(fēng)暴雨的天氣，輸電線上會(huì)形成定向間斷型水線，當(dāng)這一水線的方向與閃絡(luò)路徑相同時(shí)，空氣間隙的放電電壓會(huì)減小。這些惡劣天氣通常比設(shè)計(jì)時(shí)所估計(jì)的情形更為糟糕，再加上設(shè)計(jì)的針對(duì)性不足，就易造成導(dǎo)線抵御強(qiáng)風(fēng)的能力偏低［2］。

從防治的角度出發(fā)，首先應(yīng)該對(duì)設(shè)計(jì)的參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化，提高設(shè)計(jì)的安全裕度。在設(shè)計(jì)前，應(yīng)該收集準(zhǔn)確的地形氣象資料，對(duì)區(qū)域的劃分要準(zhǔn)確，根據(jù)具體的外部環(huán)境條件，適當(dāng)提高風(fēng)偏設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)；盡量少在桿塔上安裝突出物；運(yùn)行過(guò)程中，在發(fā)生過(guò)故障、轉(zhuǎn)角較大的外角跳線上裝設(shè)重錘。要不斷加強(qiáng)對(duì)風(fēng)偏放電的研究，同時(shí)與氣象監(jiān)督部門相互配合，根據(jù)實(shí)際的地理環(huán)境，選擇合理的風(fēng)偏設(shè)計(jì)參數(shù)。

3 鳥害故障及其應(yīng)對(duì)措施

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，2004年我國(guó)的輸電線路遭遇鳥害跳閘共134起，在輸電線路非計(jì)劃跳閘事故中占第4位。這一故障具有偶發(fā)性強(qiáng)、流動(dòng)性大、發(fā)生區(qū)域廣泛的特點(diǎn)。其原因有：（1）鳥糞閃絡(luò)。一旦飛鳥將糞便排在懸掛絕緣子周圍的橫擔(dān)上，具有較高電阻率的糞便將會(huì)導(dǎo)致空氣間隙短接，造成閃絡(luò)，這種事故屬于突發(fā)性事件，沒有任何征兆，只有當(dāng)故障出現(xiàn)后，以對(duì)鳥糞便的辨認(rèn)作為判斷依據(jù)。清晨鳥類的活動(dòng)量較大，也是排便的常發(fā)時(shí)間，此時(shí)氣溫低，空氣濕度大，接地故障發(fā)生的概率更大。經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，在所有鳥類引起的故障中，由鳥糞便造成空氣間隙短接的故障占很大比例。（2）鳥糞污閃。在空氣潮濕和出現(xiàn)雨霧的天氣，當(dāng)絕緣子的表面遭受鳥糞的污染后，很容易出現(xiàn)絕緣子表面的閃絡(luò)。鳥類活動(dòng)會(huì)受季節(jié)影響，所以輸電線路因鳥害造成的故障也存在很大的季節(jié)性特點(diǎn)，春天和冬天是故障的多發(fā)期。另外，丘陵、水田以及池塘附近的輸電線路是鳥害故障的多發(fā)線路［3］。

防治鳥害故障通常有預(yù)防和驅(qū)逐2種方法。從預(yù)防的角度來(lái)說(shuō)，為了防止鳥糞造成的放電，可以采用大盤徑的絕緣子，在絕緣子串懸掛地的周圍裝設(shè)防鳥糞擋板或者防鳥罩；在合適位置安裝感應(yīng)電極板，這樣既能夠防止鳥害，也能預(yù)防冰閃，增強(qiáng)輸電線路的防污能力。從驅(qū)逐的角度來(lái)說(shuō)，可以采用以下裝置：驚鳥裝置，如在桿頂上刷上紅色油漆，插上小紅旗或反光鏡、恐怖眼式驚鳥牌以及聲光驅(qū)鳥器等。這些防治鳥害的方法需要根據(jù)不同的外部環(huán)境靈活選用，同時(shí)也可以將多種方法進(jìn)行組合使用，一個(gè)成功的防鳥設(shè)施應(yīng)該在不影響線路安全的前提下具有防鳥的功能，同時(shí)也應(yīng)該便于裝拆，能夠適應(yīng)環(huán)境氣候的變化。

4 結(jié)語(yǔ)

輸電線路在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的故障除上述幾種外，還有冬季覆冰和導(dǎo)線舞動(dòng)造成的故障、自然和人為外力作用下形成的故障、原因明顯和不明顯的閃絡(luò)造成的故障等。為了保證輸電線路的安全可靠，應(yīng)該對(duì)所有可能會(huì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行仔細(xì)研究，針對(duì)不同故障表現(xiàn)出的特點(diǎn)和規(guī)律，找出防治措施。我國(guó)的電力事業(yè)正處在不斷發(fā)展的階段，只有本著不斷向前的信念，不斷追求卓越，努力實(shí)現(xiàn)輸電線路的專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化，才能充分發(fā)揮電能的服務(wù)作用，真正提高人民的生活水平。

［1］黃煒燁.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的運(yùn)行與維護(hù)［J］.技術(shù)與市場(chǎng)，2011（7）

［2］曹劍鋒.高壓輸電線路故障類型與防范措施分析［J］.科技傳播，2010（9）

［3］楊小桐.輸電線路運(yùn)行事故與維護(hù)［J］.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2010（2）