浅谈输电线路运行中常见故障及应对措施

班卫华

0 引言

我国输电线路具有分布广泛、面临的地理和气候环境变化多端等特点。在不利条件和特殊天气的综合作用下，线路极易出现故障，给电网的安全运行带来威胁。近年来，国外很多大面积停电事故都是由线路故障引起的。笔者对我国输电线路中出现故障的原因进行分析总结发现，由气候环境引起的跳闸事故占有相当重的比例，其中雷击跳闸是最为常见的现象；此外，外力破坏、导线覆冰和舞动、风偏和污闪等也是造成非计划停电的主要原因。我们应该对这些故障原因进行分析，总结出其发生的规律，给出有针对性的预防措施，为合理规划输电线路提供依据。

1 雷击故障及其应对措施

雷击是引发线路跳闸的主要原因之一，已经导致我国输电线路多次发生跳闸现象。众所周知，雷击造成的输电线路跳闸是在所难免的，不同地区出现的雷电活动都有它独特的周期和规律，具体如下：在一些地势较为复杂的地区易形成雷云，当出现极端天气时，这些地区的线路会遭受雷击，如果没有采取有效的防雷措施，线路就会出现跳闸现象；在一些土壤电阻率高的地域会形成较大的杆塔接地电阻，也易引起雷击跳闸；山区中的导线常常会形成山坡倾角，遭受雷电绕击的概率较大。单单从线路自身的特点出发，存在的雷击原因有：（1）在设计线路过程中采用的雷电日与实际遭受雷电的时间不完全吻合，如果采用的雷电日比实际情况要少，输电设备的耐雷击水平就会偏低。（2）当下，在线路设计过程中，依据的主要数据是雷电幅值和雷电的概率分布，这些都是通过长期观察统计后得到的结果，其与实际情况之间还存在一定的差距。（3）在运行维护上，当线路中的绝缘子绝缘值降低而又没有及时被发现时，会造成闪络电压的降低，进而导致线路的耐雷击水平下降；在一些地方，为了提高线路的防污闪能力，采用合成绝缘子，一旦均压环中的空气间隙缩小，也会降低线路的耐雷击水平。（4）很多接地装置长时间投入运行难免受到腐蚀，当遇到雷雨天气时，反击跳闸率也会增大。

针对以上雷击故障，应该从以下几个方面制定应对措施：（1）设计线路前做好基础工作。基于雷电定位系统，对每年的落雷分布情况进行统计分析，找出雷电流强度与线路跳闸之间的相互关系。结合多年的线路运行经验和具体的地形地貌特点，划分出容易出现雷击的地段，绘制出雷电区域分布图，综合各方面因素给出合理的防雷设计方法，合理运用耦合地线以及架空地线，并给出相应的防雷措施；在必要的地方安装故障显示器和记录器等监测装置，方便对雷电的监测和故障类型的判别。（2）保证杆塔的接地电阻不至于过高。杆塔的接地电阻与线路的耐雷水平是成反比的，为了提高线路的耐雷水平，应该尽可能地降低杆塔的接地电阻，比如采用架空线路进行自然接地，采用外引接地装置，在接地处填充足量的低电阻率物质等。（3）在线路上安装避雷器。通常情况下，线路的避雷器与绝缘子串是并联在一起的，当线路遭遇雷击时，过电压有可能会击穿线路避雷器间隙，但是绝缘子串上的氧化锌阀片具有非线性的特点，可以将电弧切断，防止线路发生跳闸［1］。

2 风偏放电故障及其应对措施

风力过大也会导致输电线路风偏放电，造成电网系统的不稳定。其中，造成这一现象最直接的原因是局地强风暴。通过对输电线路进行现场观察发现，风偏放电的区域通常是台风、龙卷风以及飑线风经常袭击的地方，出现的特点是：通常在局部区域发生，空气的对流能量较大；具有十分强劲的风力；阵发性强，来得快，去得也快；伴随有雷雨和冰雹的天气出现。在强风的作用下，导线很容易出现移位现象，导致导线之间的距离减小，从而形成较大的空间场强，有些地方甚至会出现过高的场强，极易造成放电现象；在强风暴雨的天气，输电线上会形成定向间断型水线，当这一水线的方向与闪络路径相同时，空气间隙的放电电压会减小。这些恶劣天气通常比设计时所估计的情形更为糟糕，再加上设计的针对性不足，就易造成导线抵御强风的能力偏低［2］。

从防治的角度出发，首先应该对设计的参数进行适当优化，提高设计的安全裕度。在设计前，应该收集准确的地形气象资料，对区域的划分要准确，根据具体的外部环境条件，适当提高风偏设计的标准；尽量少在杆塔上安装突出物；运行过程中，在发生过故障、转角较大的外角跳线上装设重锤。要不断加强对风偏放电的研究，同时与气象监督部门相互配合，根据实际的地理环境，选择合理的风偏设计参数。

3 鸟害故障及其应对措施

据相关统计，2004年我国的输电线路遭遇鸟害跳闸共134起，在输电线路非计划跳闸事故中占第4位。这一故障具有偶发性强、流动性大、发生区域广泛的特点。其原因有：（1）鸟粪闪络。一旦飞鸟将粪便排在悬挂绝缘子周围的横担上，具有较高电阻率的粪便将会导致空气间隙短接，造成闪络，这种事故属于突发性事件，没有任何征兆，只有当故障出现后，以对鸟粪便的辨认作为判断依据。清晨鸟类的活动量较大，也是排便的常发时间，此时气温低，空气湿度大，接地故障发生的概率更大。经统计发现，在所有鸟类引起的故障中，由鸟粪便造成空气间隙短接的故障占很大比例。（2）鸟粪污闪。在空气潮湿和出现雨雾的天气，当绝缘子的表面遭受鸟粪的污染后，很容易出现绝缘子表面的闪络。鸟类活动会受季节影响，所以输电线路因鸟害造成的故障也存在很大的季节性特点，春天和冬天是故障的多发期。另外，丘陵、水田以及池塘附近的输电线路是鸟害故障的多发线路［3］。

防治鸟害故障通常有预防和驱逐2种方法。从预防的角度来说，为了防止鸟粪造成的放电，可以采用大盘径的绝缘子，在绝缘子串悬挂地的周围装设防鸟粪挡板或者防鸟罩；在合适位置安装感应电极板，这样既能够防止鸟害，也能预防冰闪，增强输电线路的防污能力。从驱逐的角度来说，可以采用以下装置：惊鸟装置，如在杆顶上刷上红色油漆，插上小红旗或反光镜、恐怖眼式惊鸟牌以及声光驱鸟器等。这些防治鸟害的方法需要根据不同的外部环境灵活选用，同时也可以将多种方法进行组合使用，一个成功的防鸟设施应该在不影响线路安全的前提下具有防鸟的功能，同时也应该便于装拆，能够适应环境气候的变化。

4 结语

输电线路在运行过程中出现的故障除上述几种外，还有冬季覆冰和导线舞动造成的故障、自然和人为外力作用下形成的故障、原因明显和不明显的闪络造成的故障等。为了保证输电线路的安全可靠，应该对所有可能会出现的故障进行仔细研究，针对不同故障表现出的特点和规律，找出防治措施。我国的电力事业正处在不断发展的阶段，只有本着不断向前的信念，不断追求卓越，努力实现输电线路的专业化和标准化，才能充分发挥电能的服务作用，真正提高人民的生活水平。

［1］黄炜烨.电力系统继电保护的运行与维护［J］.技术与市场，2011（7）

［2］曹剑锋.高压输电线路故障类型与防范措施分析［J］.科技传播，2010（9）

［3］杨小桐.输电线路运行事故与维护［J］.中国新技术新产品，2010（2）