试论架空输电线路常见故障与预防措施

齐亨璋 王 欣

（内蒙古电力（集团）有限责任公司阿拉善电业局，内蒙古 阿拉善盟750300）

1 问题的提出

随着我国经济发展不断加快，产业结构不断优化，我市的经济已步入发展的快车道，综合实力明显增强。近年来供电量每年都保持着10%以上的增长率，这对电力系统的安全可靠运行要求越来越高。架空输电线路是电力输送的终端，是电力系统的重要组成部分。架空输电线路因点多、面广、线长，路线复杂，设备质量参差不齐，受气候、地理环境的影响较大，又直接面对用户端，供用电情况复杂，这些都直接或间接影响着架空输电线路的安全运行。一般根据事故的损失大小和影响范围及程度，将故障分为特大故障、重大故障和一般故障。这些故障主要表现为：非计划停电或被迫少送电、停电时间超过了批准的时间、系统振荡或解列、线路永久故障（倒杆、断线等）以及线路跳闸等。本文根据各配电网络的实际运行状况，对近几年间所发生的架空输电线路运行事故进行分类统计分析，找出导致问题的薄弱点，积极寻求有效的防范措施，以提高配电网管理水平。

2 架空输电线路常见故障及其防范措施

线路的常见故障主要包括雷击故障、污闪故障、大风故障等。其中，主要以季节性故障为主。故障的主要表现形式为跳闸、元件损坏等。以下主要从常见故障的形成原因入手，介绍不同故障的主要预防措施和处理方法。

2．1 雷击故障及防雷措施

雷害事故是架空输电线路最频发的事故，我国历年输电事故统计中，雷害事故平均约占60%以上。在雷曝日平均40日以上的多雷地区和强雷地区，雷害事故可达输电事故的70%以上。因此线路防雷工作在架空线路的安全运行中是一项十分重要的工作。

架空输电线路雷击故障的发生原因：（1）线路绝缘水平低。绝缘子片数不够或绝缘子串中有低值或零值绝缘子未及时更换，使得绝缘子串的U50%偏低，从而导致落雷时闪络的概率增加。（2）避雷线布置不当。保护角偏大时，不能有效地保护线路，这时特别容易造成绕击。在山区、水库边缘地区的线路，由于微地形、微气象的影响，即使避雷线布置恰当，也会发生避雷线失效，造成雷直击导线的情况。（3）避雷线接地不良或避雷线与导线间的距离不够。避雷线接地不良，即接地电阻过大，使耐雷水平下降，从而引起雷击故障。除此之外，线路相互交叉跨越距离不够、线路防雷薄弱环节措施未到位以及线路处于雷击活动强烈区等都是导致雷击故障的重要原因。

有效的防雷保护措施就是采取4道防线：（1）架设避雷线，防止线路遭受直击雷，引雷入地；（2）改善线路的接地或加强线路的绝缘，保证地线遭雷击后不引起间隙击穿而使绝缘闪络；（3）减小线路绝缘上的工频电场强度或采用中性点非直接接地系统，保证即使线路绝缘受冲击发生闪络，也不至于变为两相短路或跳闸故障；（4）采用自动重合闸，采用双回路或环网供电，保证即使线路跳闸也不至于中断供电。

架设避雷线是最基本的防雷措施之一，可使线路绝缘上的电位比没有地线时降低5倍。若考虑其分流作用，降低的倍数还会更大。采用避雷线进行防雷时，线路耐雷水平的设计值为：220 k V线路75～110 k A，500 k V线路125～175 k A。避雷线的作用有保护、分流、耦合和屏蔽。

当改善接地电阻有困难时，通过适当增加绝缘子片数，譬如在绝缘子串上再增加1～2片绝缘子，可以提高线路绝缘水平和耐雷水平。对已建成投运的线路，在满足线路正常运行和内部过电压要求的前提下，只能在有限的范围内加强绝缘，这种方法采用的不多，只是在高海拔地区和雷电活动强烈地段，可以考虑适当加强绝缘。

提高线路的耐雷水平，降低反击跳闸率，一般主要应用在接地电阻较高的线路。耦合地线提高耐雷水平的机理：（1）可增加导线和地线间的耦合作用，雷击塔顶时在导线上产生更高的感应电压，从而减小绝缘子串承受的冲击电压；（2）可降低杆塔的分流系数，特别是在接地电阻较高时，可使雷电流易于通过邻近杆塔的接地装置散流，从而降低塔顶电位。相关资料数据表明架设单根耦合地线相当于降低接地电阻30%左右。

2．2 绝缘子的污闪故障及防污措施

污闪即绝缘子因染污在一定条件下产生的在正常运行时沿绝缘子表面闪络放电的现象。污闪故障是因污闪而导致的接地、线路开关跳闸、导线烧伤、供电中断等现象。

线路污闪故障的形式有：绝缘子串闪络、导地线烧伤、导地线及杆塔上金属构件部分发生锈蚀以及由此而引起的线路跳闸、供电中断等。污闪事故的发生情况具有如下特点：（1）一般发生在工频运行电压长时间作用下。（2）区域性强，同时多点跳闸的几率高，且重合成功率小。一旦发生可造成大面积、长时间的停电事故，且不易被自动重合闸消除。作为受影响面积大、范围广、后果严重的区域性故障，污闪事故是电力系统重大灾害之一。（3）与气象条件关系密切，季节性强。一般发生在气温低、湿度大的气象条件下，如毛毛雨、大雾、小雪及雨雪交加的天气。时间大多在傍晚、后半夜或清晨，90%以上的污闪故障发生在秋季后期和冬季。

防污措施：（1）准确划分线路所经过地区的污秽等级，为线路设计、运行维护及防污提供依据。（2）加强运行维护。一是有针对性地做好线路巡视工作，巡视中注意多听、多看。绝缘子有严重污染时白天即可听到较大的放电声音。注重特殊气象下的巡视，如夜间巡视、日出前的巡视及相应气象条件下的巡视等。二是定期测试和及时更换不良绝缘子。线路如果存在不良绝缘子，绝缘水平就要相应降低，再加上线路周围环境污秽的影响，就容易发生污秽事故。因此必须对绝缘子进行定期测试，及时更换不良绝缘子，使线路保持正常绝缘水平。（3）做好防污工作。一是定期清扫绝缘子，一般每年一次。二是采用防污绝缘子，如双伞型、钟罩型、流线型、大爬距或大盘径绝缘子等。这些绝缘子不仅爬距比普通绝缘子大40%～50%，且大多具有表面光滑、不易积污、有一定的自洁性能等。三是增加绝缘子的片数（调爬）。调爬是防污的主要措施，但现在调爬要注意2个问题：一是不要盲目地将所有线路都换成防污绝缘子；二是加强线路的绝缘强度时要注意与变电站的绝缘配合，否则反而会导致变电站污闪事故增多。

2．3 大风故障及防风措施

发生大风故障主要有以下几方面原因：（1）设计因素，多存在考虑不周，不符合客观规律的问题；（2）施工因素，遗留的缺陷未及时处理，如基础未夯实，拉线夹角不符合要求等；（3）客观因素，主要表现为客观气象恶劣，风速超过了设计值；（4）运行维护因素，多存在线路缺陷未及时发现或处理等问题。

防风措施：（1）在设计上要提高杆塔设计的安全系数。相关资料和实践表明，把设计安全系数K由原来的1．5～1．8提高到2．5～3．0，防风效果较好。（2）运行维护方面，在风季应加强巡查，及时处理线路自身缺陷。主要包括对特殊地段的杆塔进行防风强化处理，如加固拉线、加固基础等，检查线间距离，检查拉线及拉线基础。

3 结语

架空输电线路具有点多、线长、面广，运行环境复杂的特点，它的运行水平直接影响着供电企业的经济效益和社会效益。因此，要做好架空输电线路各方面的管理工作，并积极采取有效措施预防其常见故障的发生，提高线路供电可靠性，从而更好地保证电力系统的安全、稳定、经济运行，满足当前社会对电力的需求，促进社会的发展进步。

［1］刘建伟．35 k V农电变电所及配电线路综合无功补偿的探讨［J］．华东电力，2010（6）

［2］陈文彬．农电配电线路的最佳无功补偿［J］．华北电力学院学报，1984（3）

［3］田淑勤．防止城市基建施工引起配电线路事故的几点措施［J］．吉林电力，1984（4）

［4］王庆和．配电线路接地故障点选择法［J］．吉林电力，1983（4）