输电线路安全运行的关键影响因素分析及防治措施

2018-02-18杜培

机电信息 2018年9期

杜培

（国网江苏省电力有限公司太仓市供电分公司，江苏苏州215400）

0 引言

太仓市经济的快速发展，不断推动着太仓电网事业的快速进步。太仓地处长江三角洲冲积平原，大部分输电线路都在荒郊野外，点多、线长、面广，这给太仓电网的安全运行带来了较大的困难，传统的人工巡视已很难满足电网安全稳定运行和故障快速查找的需要。针对这一现状，太仓供电公司积极进行技术革新，以增强各类故障、缺陷的防治水平，确保太仓电网输电线路的安全稳定运行。

1 输电线路的防雷击技术

1.1 输电线路发生雷击故障的原因

太仓属北亚热带南部湿润气候区，每年夏季打雷次数较多，给输电线路的安全稳定运行带来了较大的威胁。在太仓电网输电线路规划设计时，虽然会考虑到当地的雷电情况，但每年的雷电日数据是个变化量，导致估算的情况未必完全符合当地实际。如果在线路设计时对雷电数据冗余估计不足，使雷电的瞬时幅值和统计分布有所失真，会导致输电线路对雷击的屏蔽效果不佳，在实际运行中容易发生雷击事件。

除此之外，在输电线路的实际运行中，由于缺乏有效维护，技术人员如不能有效检出绝缘子串中的零值或低值绝缘子，将导致绝缘子串间的闪络电压下降，并使得输电线路整体的耐雷参数低于实际值，增加雷击发生的可能性。在使用合成绝缘子替换瓷绝缘子时，间距的缩小也会导致输电线路抗雷击的耐受力下降。在长期运行中，部分接地装置出现腐蚀，严重的甚至烂断，这种情况下若遭受雷击，则反击跳闸率极高。除上述原因之外，部分技术人员业务能力缺乏，无法查明导致雷击的原因，进一步导致了雷击事件难以根除。

1.2 输电线路的防雷击技术

首先应做好基础工作，通过雷电定位系统逐步积累每年的落雷分布、雷电流强度数据，并分析研究上述参数与输电线路跳闸之间的直接关系，从理论上形成雷击与输电线路结构、地形结构和雷电流强度的定量关系。然后以此为指导，根据太仓地区的地形结构和地势特点，找出本地区输电线路经过的雷击高发地带和易毁杆塔，因地制宜地采取综合防雷措施，合理有效地采用耦合地线或旁路架空地线、架空地线侧向预放电针、塔顶多针系统、可控放电避雷针、线路型避雷器等防雷措施。此外，可以对输电线路装设磁钢记录器、避雷器动作记录仪和线路故障显示器，对输电线路的运行数据进行监测，当有发现有异常时就立即维修或者替换，提高线路的抗雷击能力。

常规的防雷保护措施主要有：

（1）装设避雷线。

避雷线又名引雷线，是一种接地良好并架设在输电线路上方的金属导线，在雷雨天气时，避雷线能有效地将雷电流引入大地，为输电线路屏蔽雷击，防止雷电直接电击输电线路，从而实现对输电线路的保护。此外，避雷线还可以对输电线路进行耦合作用，降低输电线路上的感应电压，并对雷电流起到分流作用，大大降低杆塔的顶部电位。在安装过程中，应适当减小避雷线与边导线的夹角，以提高避雷线对雷电的屏蔽效果。

（2）降低杆塔接地电阻。

相关研究表明，杆塔接地电阻与耐雷水平呈指数关系，降低杆塔的接地电阻，可以使得耐雷水平按指数规律得到提升。充分利用架空线路的自然接地、外接接地装置，使用深埋式接地极等，是降低杆塔接地电阻行之有效的方法。

（3）加装耦合地线。

部分输电线路在配有避雷线、杆塔接地电阻已经降至较低水平的情况下，依然无法完全排除雷击故障发生时，可以在输电线路的下方加装耦合地线，以确保雷电流可以被迅速引入大地。

（4）安装线路避雷器。

线路避雷器是并联安装在输电线路绝缘子串上的，当发生雷击时，氧化锌阀片由于其非线性特征将迅速切断电弧，避免线路发生跳闸。

（5）加装杆塔拉线。

杆塔拉线可以有效增加杆塔的等效半径，降低杆塔波阻抗，同时可以有效地分流雷电流，因此可以在发生雷击时有效保护输电线路。

2 输电线路的防风偏放电技术

2.1 输电线路中出现风偏放电的原因

（1）强风是导致输电线路发生风偏放电现象的主要原因。受海洋气流影响，太仓地区常有强风、5～8级大风甚至台风，最大风速可达30 m/s，这导致太仓电网220～500 kV线路经常发生风偏跳闸，严重影响了太仓电网的安全稳定运行。

（2）强降雨造成空气间放电电压大大降低。一般情况下，强风和强降雨是同时出现的。受风力影响，雨水会形成定向的间断型水线，当水线定向与线路闪络在一个方向时，就会使空气间放电电压大大降低，导致发生风偏放电现象的概率大大增加。

2.2 输电线路的防风偏放电技术

通过行之有效的技术方法，可以大大降低风偏放电的发生概率。首先，应通过气象部门对所在地区的自然环境进行充分调研，详细掌握所在地区的风力、降水等情况。在进行输电线路设计时，要综合考虑这些参数。除此之外，还可以采取以下措施：

（1）应尽量避免在面向导线侧的杆塔上安装脚钉和其他突出物，以减弱杆塔受到强风的影响。

（2）在部分容易引发强风的微地形区域，采用V型串，减弱强风对输电线路的影响，减少风偏放电发生的概率。

（3）在新建电力工程中，为了确保输电线路少发生风偏放电的现象，杆塔顶部的间隙风压不均匀系数可取0.75并进行校验。

3 输电线路的防鸟害技术

3.1 鸟类对输电线路安全运行的影响

太仓地区自然环境优越，大量鸟类生活于此，鸟类的无序飞行和停留等是导致架空输电线路跳闸的重要原因，而且影响区域覆盖整个太仓电网。鸟类对输电线路造成的危害主要有：

（1）粪道闪络。

当鸟类停靠在绝缘子临近的横担上排泄时，由于鸟粪的电导率较高，会导致附近的空气间隙发生短接，从而造成较为严重的闪络现象。即使鸟粪没有完全贯通空气间隙，也可能由于电火花造成闪络。不同的线路电压等级不同，鸟粪所造成的故障特点也有所差异。低于220 kV的输电线路，由于绝缘子串较短，再加上鸟粪的高电导率，容易形成较长的通道，促使空间电场发生畸变，导致粪便处与带电体发生放电现象，危害线路的安全运行。高于500 kV的输电线路，由于绝缘子串间距较大，鸟粪通道难以形成，直接连接空气间隙并导致闪络的可能性相对较低。但若遇到潮湿天气，受水汽影响，也可能导致上述通道的形成，进而发生闪络现象。

（2）鸟粪污闪。

雨水天气下，鸟粪附着在绝缘子表面，可能会使绝缘子表面发生闪络。