高壓輸電線路的運維以及防雷措施分析

劉華裔 馬冀魯

摘要：高壓線路受到地域、地形環(huán)境、極端氣候及沿途氣象等條件的影響，在輸電運行中，不可避免地出現(xiàn)故障和安全問題，從而帶來電力的中斷，影響經(jīng)濟建設的正常運行。本文對高壓線路運行中的問題進行分析，并針對性地提出了故障診斷維護的有效措施。

關鍵詞：高壓輸電線路;運行維護;故障;防雷措施

高壓輸電線路通常采用架空線路形式，雷擊跳閘率較高，容易導致線路工作受到影響。伴隨著社會電力需求的不斷增加，還要加強線路防雷，避免人們的生產(chǎn)生活受雷擊事件的影響。因此，還應加強高壓輸電線路綜合防雷措施的研究，以便通過全方位管控減少或消除線路存在的安全隱患，保證線路正常運行，繼而使電網(wǎng)經(jīng)濟取得健康持續(xù)發(fā)展。

1高壓輸電線路常見故障類型

1.1雷電故障

在自然災害造成的輸電線路故障中，雷擊最為普遍且不可抗力。其具有不可抗力、不可預測和復雜性的特點，因雷擊帶來的跳閘事故不僅對電力設備的運行造成影響，也會縮減電網(wǎng)設備的使用壽命。比如：西藏高原地區(qū)的高壓線路延伸距離長，加上偏低云層，客觀上更加難以避免遭受雷擊。我國一半以上的山區(qū)高壓線路故障問題源自于雷擊，雷擊也成為致使高壓輸電線路故障發(fā)生、影響輸電線路穩(wěn)定安全運行的首因。

1.2覆冰故障

高壓輸電線路的覆冰故障常由于受到冬季溫度、濕度等自然氣候的作用，處于〇°C以下的水蒸氣與架空的高壓線路發(fā)生碰撞而結(jié)冰，形成覆冰現(xiàn)象。一旦高壓線或桿塔上覆冰超出其荷載力，斷線、倒塔等故障會在所難免的發(fā)生。這對于雨雪天氣環(huán)境下的高寒地區(qū)尤為常見，具有危害范圍大、搶修難度高的特點。

1.3架空線的斷裂故障

高壓線路因大風、微風振動、老化等自然因素導致的斷裂，是北方地區(qū)的常見故障種類。其中，風速較小的微風振動引起的線路斷裂是主要原因。微風震動使得架空的高壓線被反復扭折，長時間暴露空氣中再加上日曬雨淋等作用，加速線路老化，從而形成線路斷裂。而對于高海拔的西藏等地區(qū)，往往因大風導致架空線路斷線或桿塔倒塌，導致線路跳閘等故障。

1.4其他外力因素引起的故障

造成高壓輸電線路故障的因素還有不確定且分散性發(fā)生的山火、鳥害等大自然生物帶來的運維故障。以西藏地區(qū)為例，鳥害是其中一個最主要的危害。西藏的自然環(huán)境中有許多珍稀鳥類，鳥類喜歡在桿塔上筑巢，致使線路出現(xiàn)短路故障，造成高壓輸電線路的癱瘓。此外，鳥巢的樹枝、雜物和鳥糞等也為高壓輸電線路跳閘等故障的發(fā)生，帶來諸多不確定性因素。

2對高壓輸電線路運維策略的探討

2.1加強監(jiān)測

針對高壓輸電線路需要加強有效的監(jiān)測，須采用具有針對性、成熟性的檢測方法和技術，使監(jiān)測的高壓輸電線路得到更好、更及時、更可靠的安全評估。對于較為集中或特殊地段的高壓輸電線路則以安裝檢測器的方法最為合適。此外，先進的無人機技術運用到對高壓輸電線路的檢測中，能更好做到對輸電線路問題的早發(fā)現(xiàn)、早防控，最大化保障高壓線路的運行。

2.2增強對高壓輸電線路的基礎信息管理

高壓線路的維護需要各種準確并可靠的原始資料信息作為支持，因此，對這些輸電線路基礎信息加以強化管理，并對上述資料進行全面有效分析，是高壓輸電線路安全有效的評價依據(jù)。在高壓輸電線路的維護運行中，應對其動、靜態(tài)兩方面的各種信息進行記錄和保存，并以此為基礎依據(jù)對變化的線路信息進行風險評估，并迅速及有針對性地制定出防范措施，時時跟蹤，消除可能的危害和隱患，保障線路的正常安全運行。

2.3提升高壓輸電線路的運行維護水平

加強智能化管理平臺的建設，以達到提升高壓輸電線路運行維護水平的目的。通過借助智能化管理平臺，可以對輸電線路的材料和物資進行優(yōu)化整合，并對相關任務實時跟蹤、跟進，最大化降低了工作人員的工作量。另外，借用智能化管理平臺，可以做到對架空高壓輸電線路的管理愈加標準和專業(yè)，使這一系統(tǒng)的安全更具保障。比如：在西藏地區(qū)針對高壓輸電線路的智能化管理平臺建設，各區(qū)域、各線路的實際情況調(diào)研是必須的前提，在此基礎上才能制定出符合區(qū)域現(xiàn)狀的管理標準，從而增強對高壓輸電線路的運維水平。

3高壓輸電線路在防雷上的意義及原則

高壓輸電線路多經(jīng)過空曠和非生活區(qū)，而對于西藏等地形、地貌、氣候復雜的高原地區(qū)，秋春兩季尤其是雷擊、雷暴的高發(fā)時間和區(qū)域，一旦高壓線被擊中，過高電壓就會被激起，輸電線路因此而斷線引發(fā)跳閘故障，造成電力系統(tǒng)無法預計的電力損失。此外，如果設備的絕緣性和抗壓力預設不達標，雷擊還會引發(fā)電流問題，帶來經(jīng)濟損失和人身安全的危害。因此，對高壓輸電線路防雷的多種舉措不可缺少，在防雷技術上深入進行分析和研究，并從實際出發(fā)加以科學應用，可最大化減少在人力、物力、財力損失和安全上的事故概率與頻率，保障電網(wǎng)的安全正常運行和運行效率。對于高壓線防雷的基本原則大同小異，都需要根據(jù)區(qū)域地形、氣候等條件特點，因地制宜，制定出一套綜合有效方案，保護和保障高壓線路的安全運行。此外，對高壓線路進行全面的精準評估，查漏補缺地做好對高壓輸電線路存在問題的處理工作。

4對高壓輸電線路的防雷策略

對高壓輸電線路的雷擊保護主要從主動防雷和被動防雷兩個方面入手。在地勢低洼地段、降低桿塔高度或避開雷電高發(fā)區(qū)域是被動防雷措施，而主動防雷措施則是安裝避雷裝置等防雷設備。

4.1安裝多段避雷裝置

多段避雷裝置是目前我國在輸電線路上廣泛使用的避雷裝置，地形復雜的高原和山區(qū)尤為適合。若干個這一裝置被均勻安裝在大的電極，從而形成一個電場電極。在雷電氣象時，這種避雷器會使尖端電荷在分布上發(fā)生改變，對向下發(fā)展的電荷形成限制，從而有效避免被保護的電力設施遭受雷擊。與傳統(tǒng)避雷器相比，這一裝置不是引雷，而是對“上行雷”和“下行雷”起到抑制作用，在實際的使用檢驗中，證實該種新設備具有機械結(jié)構穩(wěn)定、使用壽命長、免維護、良好的防雷作用等特點。

4.2增加地線側(cè)向避雷裝置

對于高壓輸電線路，避雷線是最基本也是最為有效的裝置，而且高壓輸電線路等級越高，防雷效果就越好，裝置的造價也越低。避雷線對高壓輸電線路可以起到防止被雷直接擊中，繼而損毀電力系統(tǒng)的保護作用;Xt被雷擊中的高壓線可以進行分流，從而減小通過桿塔的電流，保護高壓線路;對導線起到屏蔽作用，降低感應電壓。這類避雷線更好適用于平原地區(qū)。

4.3對高壓線路要提高其絕緣水平

35 KV高壓輸電線路系統(tǒng)屬中性點的不接地系統(tǒng)，因此極易被雷擊中，形成大氣過電壓，導致單項閃絡接地現(xiàn)象，但開關不會跳閘，當兩相絕緣子出現(xiàn)閃絡后，可形成弧光接地短路，則會出現(xiàn)跳閘，因此合理提高線路絕緣水平，安裝避雷裝置以及自動重合閘裝置，以更好地保護高壓線路與電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行。對未安裝避雷線的地段，直線桿塔的桿型為上字型三角排列，在中相安裝3片具體的XP-7型懸式絕緣子，在兩邊相安裝4片XP-7型絕緣子，這樣可以形成絕緣差異，如果線路遭受雷擊，中相絕緣就會變得比較低，首先進行閃絡，隨后進行放電接地，經(jīng)過閃絡之后的中相導線，就可以看作是一條接地線，兩邊線的耦合作用得到有效增加，邊相就不會再發(fā)生絕緣閃絡，弧光短路也不會發(fā)生使線路開關出現(xiàn)跳閘的情況。

4.4裝置長針金屬避雷器

位于河道或山腳的桿塔，如果沒有安裝避雷線，則其周圍土壤電阻率就會較高而易遭直擊雷危害。因此，在桿塔頂部裝置長針金屬消雷器或35 k V氧化鋅避雷針，對于高壓輸電線路的避雷和防雷會起到很好的保護作用。

結(jié)論

為保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行，需要加強高壓輸電線路這一重要電力傳輸載體的防雷管理。在實踐工作中，面對線路遭受的各種雷電威脅，還應加強線路防雷架設和防雷裝置選用，引進先進防雷技術消除雷擊給線路帶來的安全隱患，同時注重線路絕緣管理，通過綜合防雷保證線路能夠安全可靠運行，為電網(wǎng)健康發(fā)展提供保障。

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