简述电网输电线路故障原因分析与分布

孟学艺

摘 要：雷电、强风、季节性气候特征、外力影响以及山火等是引发电网输电线路故障的主要原因，一定要加强对线路运行特征的了解，并采取对应措施对相关故障进行防范工作。该文结合电网输电线路故障数据特点，针对我国某地区三年间电网输电线路的故障以及原因进行系统化的分析，并对线路故障的分布进行归纳与总结。

关键词：电网输电线路故障 原因 分布

中图分类号：TM755 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）06（c）-0107-02

雷电、强风、季节性气候特征、外力影响以及山火等是引发电网输电线路故障的主要原因，一定要加强对线路运行特征的了解，并采取对应措施对相关故障进行防范工作。

1 电网输电线路故障分布特点

依据电压等级进行分布的特点。该文就我国某地区2012年1月1日到2014年12月31日3年间电网输电线路故障根据电压等级进行分类，相关数据显示，由于雷击而引起的故障当中60%发生在10 kV的线路上，32%发生在220 kV的线路上。由于异物而产生的电网线路故障当中，43%发生在10kV的线路上，46%发生在220 kV的线路上。由于大风而导致的电网线路故障当中，63%发生在10 kV的线路上，26%发生在220 kV的线路上。由此可见，电网输电线路的基本故障一般都发生在220 kV与10 kV电压线路上[1]。

依据帕累托曲线计算结果分布的特点。将电网输配电线路故障的原因根据帕累托曲线计算结果来进行归纳，能够明显地看出不同类型的故障的不同分布特点，故障发生的比例和线路的长度以及线路的数量之间的比例关系。通过帕累托曲线计算可知，雷电引起的线路故障当中占比50%分布在从线路长度的9.75%，线路数量的1.39%。雷电引起的线路故障当中占比80%分布在总线路长度的12.68%，总线路数量的3.86%。100%的雷电故障分布在总线路长度的22.06%，从线路数量的5.5%。由此可见，雷电引发的输电线路故障大多分布在输电线路长度较长而且相对集中的区域。同理可知，由异物而引发的线路故障当中一半分布线路总长度的0.98%，线路故障中的80%分布在1.72%的长度线路。所有由异物引发的线路故障分布在4.1%的长度线路。所有由大风引起的线路故障都分布在12.21%的长度线路上。

故障发生时间的分布特点。依据将该地区近3年的输电线路故障发生的时间进行归类，得知不同原因引起的线路故障的季节性特点。5～8月份是雷电频发的季节，在这几个月内发生的雷电故障是全年雷电故障数量的90%。9月份到第二年的4月份，雷电发生的几率相对较低。所有由异物和大风造成的线路故障都发生在每一年的3～11月份，春夏秋冬3个季节是我国大风频发的季节，而且有异物引发的输电线路故障也集中分布在这一个时间段内。相比较而言，冬季发生此类的故障相对较少。所以，大风，雷电，以及异物引起的线路故障防控重点工作应该集中在每一年的3～11月，5～8月以及3～11月[2]。

2 电网输电线路故障的原因分析

由雷电引起的线路故障。由雷电引起的输电线路跳闸因素来自于两方面：绕击与反击。绕击的意思就是雷电绕开避雷线，击中输电导线造成跳闸。输电导线的绕击造成的跳闸，具有电量小、电阻小、受地形限制、边相易绕击等特点 ；雷电造成绕击的概率和避雷线的安全角度、与地面的倾斜角度、杆塔的高度存在直接联系。一旦避雷线的安全角度缩小，接地线对输电导线的保护性能越高，绕击面积就越小。与地面倾斜形成的角度增大，输电导线裸更长，就增加了绕击引起的跳闸概率。杆塔导线与地面之间的距离越小，地面的屏蔽功能越强，那么绕击引起线路跳闸的概率就越小。一旦避雷线和杆塔遭遇雷电，若是接地电阻发生变化或者雷电的电流过大，就会导致线路性能降低，输电导线出现闪络现象，引起反击导线问题。一旦导线因为雷电流量超标而造成接地电阻变化的情况，那么雷电反击产生的概率就会大大提升。

由大风引起的线路故障。据相关数据可知，由于大风引起的输电线路故障发生概率高达70%。风偏放电现象包括导线对杆塔构架放电、导线或金具对塔臂放电、跳线对塔身或绝缘子放电等，具体特征表现为：雷电以及大雨等恶劣环境情况下的风偏故障；放电点位存在明显的燃烧迹象；重合闸相对困难，极易引发停运问题，这事由于对应的重合闸在工作的时限内风偏运动过慢。产生风偏放电主要由于3点因素：其一，大风的作用，和输电导线的分布方向相垂直的強风极易造成线路产生风偏放电，促使绝缘子相塔杆靠近，缩减了二者的间距，一旦空间的绝缘性能无法承担相应的电压时，就会引发间隙的击穿。其二，导线设计的预留空间不够，缺乏关于天气因素的考量。部分导线相对陈旧，再加上受到强风影响而引发的跳闸现象，使线路综合性能大大降低。其三，地形以及气象条件。塔杆被设置的地点相对特殊，其所在地点气象变化规律也不同，输电线路四周并无遮挡物，所以受强风作用明显，线路承受的横向风力相对较大。

由于山火引起的线路故障。大部分高压输电线路都会经过山岭或者植被分布相对密集的地区，造成山火的因素包括：（1）中国传统的清明节，部分人无视相关条文规定私自在相关地区燃烧纸钱。（2）每当气候干燥的季节，国家为了避免山火而制定的分部化烧除防范措施工作不到位，引发山火的产生。（3）越来越多的人开始到户外运动，山林用火相关规则得不到落实和贯彻。现阶段我国引起山火放电的原因众多，一般情况下由于山火产生的高温因素加上植物烧焦形成的强导电性烟尘颗粒以及灰尘在热对流空气的作用下，陆续引起空气间隙的缩减，进而降低了对应的击穿电压，造成击穿故障。山火引起的线路故障大体呈现如下规律：（1）输电导线跳闸与重合闸的几率低，山火造成线路以下的空气间隙绝缘性能减小，使重合闸的运行时间无法与这个时间匹配；（2）这一地带研发山火的时间相对集中，基本出现在2月份、5月份时间内，这段时间的气温比较高，降雨量少，气候比较干燥，空气湿度小，这些特征极易引起山火的发生。（3）这一地带植被生长的比较葱郁，人类活动相对较多，在这样气温较高，空气湿度又小的情况下，引起山火的概率大大增加。以上三大特点，都为山火的发生制造了充分的条件。

由于受到外力影响而造成的线路故障。由于外力而产生的线路问题是工作人员无法预见和掌控的，具有重合闸不成功以及突发性的特点，外力造成的故障往往具有较大的破坏性，基本表现为工程施工人员的违规操作，例如，相关法规对于工程中的挖掘机、翻斗车等设备的工作区域做出了明文规定，严格禁止该类设备在输电线路专用通道内作业，以免引发触电事故以及火患；大型机械在狭小的空间内进行作业过程中受到空间的局限，撞断或者毁坏相关电力设施；部分人员无视相关法律法规私自建房、筑堤、购建围墙等行为触犯了相关电力设施的安全距离。除此之外，由于强风气候造成的塑料垃圾以及气球等杂物随处飘散，很多杂物由于风力的影响搭挂在线路导线以及相关设施上，从而引起线路故障。

3 结语

综上所述，引发电网输电线路故障的原因主要是雷电、强风、季节性气候特征、外力影响以及山火等，为整个国家电网的正常运行造成了严重的影响。以提升国家电网正常运行的安全性与可靠性为目标，就应当对电网中线路运行规则进行全面掌握，采取措施加强对相关故障进行有效的防范，从而确保整个电网系统的健康、正常运行。

参考文献

[1] 章鹿华，丁恒春，徐占河，等.电网输电线路故障原因分析与分布研究[J].自动化仪表，2016（12）：91-93.

[2] 田景辅，于游，田鹏飞，等.辽宁电网输电线路故障点定位方法分析[J].东北电力技术，2015（9）：43-46.

[3] 蔡盛舟.地区电网输电线路故障分析及防治[J].电工电气，2015（11）：31-35.endprint