浅谈高压输电线路的运行维护与防雷措施

赵登 ZHAO Deng

（国网吕梁供电公司，吕梁 032200）

（State Grid Lvliang Power Supply Company，Lvliang 032200，China）

0 引言

高压输电线是电网的重要组成部分，对保障企业生产和居民生活具有重要的作用。如果高压输电线路发生故障，将引起大面积的供电中断，给经济发展和人们生活造成巨大的损失。然而，高压输电线长期处于露天环境中，且所处的地理环境十分复杂，经常会发生故障，因此，采用科学的方法进行预防具有重要的意义。导致输电线路发生故障的原因很多，本文详细介绍了雷害、履冰、架空线断裂等故障，提出了诊断和维护的方法，并针对常见的雷害故障详细的介绍了防雷的措施。

1 高压输电线路常见故障分析

1.1 雷害故障 高压输电线遭遇雷电灾害是不可抗拒的，具有一定的随机性和复杂性。近年来，雷击引起的跳闸事故日益增多，不仅影响电力设备的安全稳定运行，而且大大缩短了电网中设备的使用寿命。对于其他电力设备如发电机、变压器、开关等大多在室内或加装了避雷设施，因此，受到雷击的可能性较小。高压输电线路线路分布较广、延伸距离较长，并且往往处于较高的位置，故极易遭受雷击。在我国的一些山区，一半以上输电线路故障都是由于雷电引起的，因此，研究输电线路防雷措施具有重要的应用价值。

1.2 履冰故障 履冰故障在我国常见于冬季，受到温度、湿度、寒流的影响，空气中的水蒸气在0℃以下时与导线表面碰撞结冰，产生了履冰现象。当履冰的重量超过导线或杆塔所能承受的荷载时，就会导致断线或倒塔事故。尤其在雨雪天气，这种故障发生的范围广，抢修难度高，对电网的破坏力极大。

1.3 架空线断裂故障 架空线断裂故障与履冰故障类似，都是由于自然因素导致，如线路老化、微风振动等。其中，最主要的原因是微风振动。输电线路在空口受到微风振动的影响，在半空中反复被折扭，引起线材的疲劳，最终导致输电线路的断裂故障。导致微风振动问题所需的风速一般较小，断裂故障的危害在北方尤为突出。

1.4 外力破坏导致故障 所谓的外力破坏导致故障是指人为因素造成的线路损坏。通常是因为人们蓄意破坏或疏忽大意所致。近年来，输电线路受到人为破坏的问题日益突出，比如野蛮施工导致输电线塔杆倒塌，违章取土取石导致塔杆地基遭到破坏，盗窃电力设施导致电力系统被破坏等。这种人为因素导致的输电线路故障虽然发生的范围较小，可以及时解决，但是，破坏力较强，因此需要制定严格的法律法规作为保障。

2 高压输电线路运行和维护措施

2.1 雷击故障预防和维护 预防雷电破坏的最有效方法是加装避雷器，这也是解决高压输电线雷害问题有效方法。在电网线路建设过程中，应该因地制宜，做好规范，有效回避雷电灾害多发的地区。输电线路可以通过安装避雷线、线路避雷器、负角保护针、可控放电避雷针等设施有效的预防雷电的破坏。此外，通过安装自动重合闸实现开关的重新连接也可以有效预防输电线路的雷击故障。实验表明，高压输电线路在遭受雷击后，雷击所造成的电弧可以较快地熄灭，因此，线路的电气强度也能很快恢复。所以，采用自动重合闸装置使线路从新连接，能够成功恢复供电，这大大提高了供电的稳定性和可靠性，减少了断电的时间。

2.2 履冰故障的维护方法 履冰故障的维护工作量一般较大，因此，在设计阶段就应该充分考虑履冰问题，需要具备应对30年一遇的强冰雪天气的能力。所采取的有效措施是增加耐张塔的比例，减小杆塔间距，合理规划路径，有效避开温度变化较大的地区。在履冰季节应该做好线路的检查工作，排除安全隐患，对杆塔、线路、绝缘子缺陷应该及时地进行加固和解决。加大对履冰情况巡查的力度，对于履冰情况严重的线路，可以采用机械除冰或电流溶解法进行线路履冰的去除，最大限度地减少履冰对输电线路的破坏。此外，还需要准备好抢险的物资以应对突发的情况。

2.3 线路断裂和外力破坏维护方法 高压输电线路处于露天环境下，难免会受到人为或外力的破坏。洪水、泥石流、私自拉线、施工机械碰撞等都可能导致线路断裂，甚至倒塔事故。线路断裂和外力破坏无法避免，因此必须采取有效措施，减少线路的损坏。所采取的主要措施有：①合理应用防盗螺栓，提高线路的自卫能力；②做好宣传工作，在施工区域附近的线路周围设置警示标志，提醒施工人员维护好施工区域内的电力设施；③增加高危地区的巡查次数，一旦发现安全隐患及时进行制止；④与公安部门密切联系，严厉打击偷窃线路和电力设备的违法行为；⑤在维护过程中，对使用的线材等物资进行严格的质量把控，防止不合格的产品被用于电力系统，对电网造成额外的损害。

3 高压输电线防雷措施

高压输电线的防雷措施无非两种：一是被动措施，如避开雷电高发地区，在地势较为低洼地区搭建杆塔；二是主动措施，即安装避雷器等防雷设备；下面主要介绍几种主动防雷措施。

3.1 安装多短针避雷装置 多短针避雷器是有一种类似于伞状的避雷装置，实质是将一些均匀的小尖端安装在一个大的电极上从而构成一个电场电极。当雷电来临时，多短针避雷器改变了尖端电荷的分布，使向下发展的电荷受到限制，从而有效避免了电力设施遭受雷击。可见，多短针避雷器改变了传统避雷针采用引雷的方式避免被保护物体遭受雷击的思路，抑制“上行雷”和“下行雷”的形成，是一种新型的防雷装置。1991年，湖南省在一些重要的电力设施安装了多短针避雷装置，经过一年的试验发现，这种防雷设备机械结构稳定、防雷效果好、无需维护、使用寿命长，可以有效避免高压输电线路遭受雷电危害。目前，这种避雷器在国内已经得到广泛的应用，特别在地形复杂的高原和山区。

3.2 加装地线侧向避雷针 避雷线是高压输电线路最基本、最有效的防雷设施，高压线路的电压等级越高，避雷线的防雷效果越好，其造价也越低。避雷线的对高压线路的保护作用主要体现在以下几点：首先，防止雷电直接击中高压线，对电力系统造成损坏；其次，对雷电进行分流，减小流经塔杆的雷电电流，对线路起到保护作用；第三，屏蔽导线，降低线路的感应电压。避雷线在地势平缓的平原地区应用较为广泛，效果显著。但是在地形复杂的山区和高原，则应该安装避雷装置。

3.3 升高避雷线减小保护角 可以提高避雷线顶端的高度或将三相导线按照倒三角的方式排列，减小避雷线的保护角。升高避雷线的保护角能够有效的降低绕击率，对于地势平缓，较为开阔的区域具有很好的效果。例如日本1000kV 特高压线路的铁塔采用了负值保护角，绕击率极低。通过升高避雷线减小保护角的方法，可以有效提高避雷线的防雷效果，减小绕击率，在建设高压输电线路时应该进行合理的设计才能达到防雷的目的。

4 结论

高压输电线路是电力系统的重要组成部分，其安全稳定运行是保障供电安全的重要环节。然而，由于高压线路长期处于露天的环境，难免受到自然和人为因素的破坏。在做好线路维护工作的同时，有效的预防措施必不可少。本文针对高压输电线路常见的一些故障，提出了有效的运行和维护方法，并针对常见的雷电故障，详细介绍了高压输电线路的防雷措施，对指导高压输电线路运维工作，提高我国电网的运行水平具有重要的作用。

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