试析电力系统输电线路常见故障和维护管理

张满泉

摘 要：由于人们用电量不断的增加，人们也越来越关注电力系统运行安全性的问题。电网的重要组成部分是架空输电线路，因为它具有地形复杂、距离长的特征，很容易在运行中出故障。文章基于这一背景，简单阐述了电力系统输电线路常见故障，并在此基础上提出相对应的措施，旨在提高配电网的管理水平。

关键词：输电线路；故障；预防措施

前言

随着我国经济的快速发展，产业的结构也慢慢开始优化，很多大城市都已经迈入发展的快车道，综合的实力不断的强化。近几年，大量城市每年的供电几乎都是按10%以上的增长率不断在上升，致使人们对电力系统的要求（特别是安全问题）日益提升。电力系统最重要的组成部分是架空输电路，它是电力输送的终端。架空线路的安全运行和一些间接的或者直接的原因都有一定程度的关系，比如供电情况太复杂、需要直接面对用户端、地理环境的影响、气候影响、设备质量问题、线路太复杂、面积广、点太多等。正常情况下，我们一般按照事故的程度、范围以及损失大小的实际情况，把故障分作以下几点：一般故障、重大故障、特大故障三种。而这一些故障分别表现为：线路跳闸或者断线倒杆、线路内部解列或者振荡、超出了预定时间、没有计划的少送电，或者停电、停电时间太长等。文章根据实际的配电网络情况，把最近几年电力系统故障导致的事故问题进行研究分析，重点分析了致使出电路出题的弱点，并探讨出有效的具体措施。

一、电力系统输电线路常见故障和维护管理措施

一般线路故障有：大风故障、污闪故障及雷击的故障等。在这当中，最主要的是季节性故障。主要的表现形式有：元件的损坏、跳闸等。下面主要是从一般经常发生的故障原因为切入点，主要是介绍各种故障发生的原因以及维护管理措施、处理办法。

（一）雷击故障原因及防雷维护管理措施

架空输电线路最容易发生的事故是雷击事故。根据我国输电事故的相关统计，占60%以上的都是雷击事故，在一些强雷或者多雷地区，雷击事故一般可达70%以上的输电事故。所以在架空线路安全运作中一项非常重要的工作就是线路防雷的工作。一般发生雷击事故的原因有：第一，对于线路的绝缘水平过低。绝缘子串低劣、绝缘子片数量太少，或者零值的绝缘子不能在第一时间更换掉，导致绝缘子串偏低，这样在打雷的时候，闪络概率会进一步的增加。第二，避雷线路的布置不正确。有的是保护角太大，根本不能够很好的保护线路，这样很容易被雷击中，而且避雷线这个时候一般都会失效，出现雷击直击的现象。第三，避雷线的问题。一种是避雷线和导线之间的距离不对，另一种是避雷线接地时不良。第一种现象是因为线路交叉跨越不够，线路防雷比较弱的地方处理措施不正确，或者线路正好在活动强烈的地方。第二种现象是因为避雷线接地不良，也就是接地的时候电阻太大，致使耐雷水平降低，因此引起雷击事故发生。

正確防雷措施主要包括：第一，架设好避雷线，预防线路受到雷电直击并引雷入地。第二，加强线路的绝缘，改善线路接地，保障线路在被雷击中出现绝缘闪络。第三，保障线路受击发生闪络时不出现跳闸短路的故障，所以必须减小线路绝缘上面的工频电场的强度，也可以使用中性点不直接接地系统。第四，使用自动合闸，用环网供电或者双回路，保障一旦出现跳闸情况也不会断电。

防雷最基本的措施是架设避雷线，这样能够让线路绝缘上的电位和没有电线的时候相比降低五倍。如果考虑分流的作用，还会不断的降低。屏蔽、耦合、分流以及保护是避雷线的主要作用。

如果想改善接地电阻比较困难时，可以增加一些绝缘子片。例如：在原有的绝缘子串基础上再添加一到两片绝缘子片，这样能够有效的提高线路的耐雷水平和绝缘水平。对一些已经做好并且开始运行的线路，在满足线路内部过电压要求及正常运行的基础上，可以在有限的范畴内强化绝缘，但是一般这种方法使用的很少，多数是在雷电活动强烈地方或者高海拔的地方会使用到。

提升线路的耐雷水平，可以有效的降低雷击跳闸的频率，这种情况采用的线路电阻都很高。其原理主要在于，首先能够增加底线与导线之间的耦合作用，如果有雷击中塔顶的时候，会产生比雷击更高的电压，这样能加强绝缘子串所承受的雷击电压；其次能够将杆塔的分流系数降低，尤其是接地电阻很高的时候，能在一定程度上降低塔顶的电位。

我们也可以考虑一些防雷新设备，来提高防雷效果。例如，安装带外串联间隙的复合外套氧化锌避雷器CXMOA，是效果好、费用低、用户最乐意接手的方案。使用CXMOA的预期目标及特点：

（1）提高线路的耐雷水平，减少跳闸率，提高用电可靠性。

（2）在雷电活动频繁、跨江铁塔、沿海、土壤电阻率高、接地电阻大、巡线困难的山区、要求供电可靠性特别高的地区，CXMOA是最理想的选择。

（3）复合外套避雷器工艺技术的发展，使线路避雷器能达到体积小、重量轻、保护性能优异、耐污性能高、免维护等运行要求，奠定了CXMOA悬挂于杆塔、沿线路安装的基础。

（二）绝缘子的污闪故障原因及防污维护管理措施

一般污闪是由于绝缘子受污染并在正常运行的时候和绝缘表面出现闪络现象造成。会导致供电中断、导线烧伤、线路跳闸等现象出现。

其故障的表现形式包括：

线路污闪故障的方式主要有：导地线烧伤、绝缘子串闪络、杆塔或导地线上面的一些金属部件发生氧化生锈，及由这些引发的供电中断、线路跳闸等。污闪事故的发生一般有以下特点：一是高电压长时间运行导致的污闪事故；二是具有很强的区域性，有高频率的多点跳闸，同时重合的成功几率很小。一般发生时会造成长时间、大面积的停电事故，并且自动重合闸对此无能为力。后果严重、范围广、面积大的区域性故障，是污闪事故危害电力系统重大的原因之一。三是气象条件和季节与污闪事故有紧密的联系。一般发生时的气象条件有湿度大、温度低的特点，如雨夹雪、小雪、大雾等天气。发生时间一般在清晨、后半夜或傍晚，冬季和秋季的后期是污闪故障的高发期。

预防措施：一是对于区域进行准确的划分，标明污秽等级，可以为防污、运行维护、线路设计等提供数据依据；二是运行维护需要加强。即有规划性的对于线路做好考察工作，在考察的过程中要多看多听。当绝缘子受到严重污染时，白天能够发出较大的放电声音。对于特殊气象条件的天气要加强考察的力度，如日出前或夜间等，及时更换或检测不良绝缘子。如果不良的绝缘子存在于线路中，会导致线路的绝缘能力显著降低，当周围环境出现些许污秽时，就非常容易引发污秽事故。所以要定期对绝缘子进行检测，发现不良绝缘子时及时进行更换，使线路始终保持正常的绝缘水平。三是要加强防污工作，定期要对绝缘子进行清扫，一般情况下是每年一次。使用防污绝缘子能有效改善防污事故，防污绝缘子主要有大盘径、大爬距、双伞型等，这种绝缘子相对于普通绝缘子爬距能力提升了40%到50%，不仅不易堆积污秽、表面光滑，并且还具有一定的自洁能力。防污的主要措施是增加绝缘子的片数，即调爬。但是调爬一般要注意两个问题：不能不假思索的将所有的线路都由防污绝缘子替代；在调爬时要与变电站的绝缘进行配合，不然会产生适得其反的后果。

（三）大风故障原因及防风维护管理措施

一般大风故障主要因素有如下方面：设计的问题，考虑不周全，违反了客观规律；施工时产生的缺陷没有进行处理，如拉线角度、基础结构等；客观因素，主要是严峻的气象超过了预期值；维护问题，线路存在发现不及时且处理不及时等问题。

对配网线路的风灾进行分析，有如下结论：

（1）沿海地区盐密值较高，配网线路金属构件容易氧化锈蚀，导致残旧线路比例较大。

（2）离海岸线50km区间范围内为配网线路防台风重要区段，台区登陆后会逐渐减弱。

（3）台风特有的荷载特性是造成架空线路风灾事故的主要原因，一般情况下台风的瞬时风荷载超过了設计值有可能引起线路故障。例如这几年频密的湛江‘莲花，茂名的“海鸥‘等均对架空线路造成重大经济损失。

（4）架空配电线路风灾事故的原因主要有：配网建设及施工质量不良、台风风速超过线路设计标准、基础强度不足或暴雨、海潮破坏、线路走廊树障清障不利、防风线路损失、改良不及时等。

（5）线路在设计规划时应关注塔头尺寸、杆型配置、悬垂串长、金具联接方式及强度、跳线型式、定位K值、微气象环境等要素；施工时应注意控制跳线弧垂的大小；设备生产厂家应注重导线的防腐及防振特性；运行维护中应注意走廊树障清障，台风来临前做好相关防御措施。

（6）我国现行的架空线路设计规范还没有体现对台风荷载的设计原则。

防风措施：提高杆塔的安全指数，资料表明，当杆塔的安全系数提高1-2时能够有效的起到防风的作用；维护需加强，在风力比较强的季节应该加强考察的力度，并对问题及时处理。在一些比较特殊地形的杆塔地段，需要对基础和拉线进行加固等，且要检查线路间的安全距离。

二、结束语

随着信息技术的发展，人们的用电量显著提高，造成人们对电力系统运行的安全性越来越关注，而国家电网的最重要组成部分就是输电线路，线路输送存在地形复杂、距离长等特点，因此电力系统在运行的过程当中不可避免的会发生一些故障。在输电线路运行的安全性研究中，需要大家共同努力，加强和完善线路维护措施，使线路故障事件的发生几率降到最低。随着国内外电力研究人员的不断交流，对于输电线运行维护系统的不断探索和实践，使得运行维护的可靠性指标提高到了更高的安全水平。

参考文献

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