高壓輸電線路故障類型與防范措施分析

曹劍鋒

四川省綿陽(yáng)電業(yè)局游仙供電局，四川綿陽(yáng) 621000

高壓輸電線路故障類型與防范措施分析

曹劍鋒

四川省綿陽(yáng)電業(yè)局游仙供電局，四川綿陽(yáng) 621000

高壓輸電線路是整個(gè)電力工業(yè)的主動(dòng)脈，提高線路的安全運(yùn)行水平是線路經(jīng)濟(jì)合理運(yùn)行的重要保障。本文結(jié)合筆者長(zhǎng)期的高壓輸電線路運(yùn)行的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)常見(jiàn)的輸電線路故障類型進(jìn)行了總結(jié)，并針對(duì)線路故障提出了快速查找和故障處理的有效措施，保證高壓輸電線路供電的可靠性，提高電能的服務(wù)質(zhì)量。

高壓輸電線路；故障類型；防范措施

高壓輸電線路是電源-變電站-電力用戶間的紐帶，由于高壓輸電線路架設(shè)在高山偏遠(yuǎn)的地區(qū)，運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜多變，如何提高輸電線路的運(yùn)行水平是線路運(yùn)行人員研究的一個(gè)重點(diǎn)。

1 故障原因統(tǒng)計(jì)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)以及通信技術(shù)的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)措施基本能夠滿足保證線路正常運(yùn)行，但是由于外力和設(shè)備原因?qū)е碌木€路故障是繼電保護(hù)裝置不能預(yù)測(cè)和控制，必須對(duì)由外力造成的線路故障進(jìn)行認(rèn)真的分析，找出快速有效的解決措施。對(duì)我局運(yùn)行管理的高壓線路故障進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)，整條輸電線路故障類型率如表1所示：

表1 高壓輸電線路原因統(tǒng)計(jì)表

從表1中可以看出，造成高壓輸電線路故障主要因素包括自然外力、人為外力和設(shè)備自身問(wèn)題3大部分，其中自然外力占據(jù)整條輸電線路故障的50%，以雷擊線路故障為最多的，但是自然外力對(duì)線路的破壞是人為不能控制的但可通過(guò)提高線路綜合防雷水平，降低雷電對(duì)高壓線路的破壞作用。人為外力和設(shè)備自身問(wèn)題是輸電線路故障的另外兩大部分，占據(jù)整條線路故障的25%，人為破壞類型也比較多，如架空線路下施工機(jī)械操作部當(dāng)導(dǎo)致架空線導(dǎo)線碰線、斷線，架空導(dǎo)線因纏繞異物（如風(fēng)箏、氣球、孔明燈、小動(dòng)物等）導(dǎo)致輸電線路發(fā)生交叉短路或接地等故障。由于輸電線路運(yùn)行環(huán)境的惡劣性，常常導(dǎo)致電瓷元件發(fā)生污閃、變壓器過(guò)電壓、避雷器擊穿、各類附件變形損害等故障。

2 架空線路常見(jiàn)故障類型

按照故障點(diǎn)和導(dǎo)致故障發(fā)生的外部條件，高壓架空線路故障大致可以分為：?jiǎn)蜗嘟拥毓收稀⒍搪饭收?、斷線故障3大類。

2.1 單相接地故障

單相接地故障是供配電系統(tǒng)種最為常見(jiàn)的故障，當(dāng)線路長(zhǎng)期處于潮濕、雨水等環(huán)境中就容易發(fā)生單相接地故障。在中性點(diǎn)非接地高壓系統(tǒng)中（35kV及以下），故障發(fā)生后，故障相電壓變?yōu)榱悖枪收舷嗟碾妷壕蜁?huì)升高到線電壓，電壓幅值大大增加，容易造成線路過(guò)電壓，導(dǎo)致電壓幅值長(zhǎng)期超過(guò)設(shè)備耐壓水平而發(fā)生設(shè)備燒毀事故。如果故障發(fā)生后沒(méi)有及時(shí)切除，在高電壓條件下，線路會(huì)劇烈發(fā)熱，導(dǎo)致相間絕緣破壞引起相間短路的嚴(yán)重事故。

2.2 短路故障

在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)外部導(dǎo)體跨接導(dǎo)線、相間絕緣被擊穿等情況都會(huì)導(dǎo)致架空線路發(fā)生短路故障。

2.3 導(dǎo)線斷路

斷路就是導(dǎo)線發(fā)生斷裂而使供配電回路不同的故障。在斷路點(diǎn)處有時(shí)會(huì)由于沒(méi)有出現(xiàn)明顯的斷開(kāi)點(diǎn)而發(fā)生間隙，而產(chǎn)生巨大的電弧，在導(dǎo)線處劇烈發(fā)熱，嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)中的供配電設(shè)備發(fā)生火災(zāi)是或爆炸事故。對(duì)于三相供電的電動(dòng)機(jī)而言，由于電機(jī)可以在缺相下運(yùn)行，但是當(dāng)發(fā)生單相斷路時(shí)，電機(jī)就會(huì)在超過(guò)額定電壓的電壓幅值下運(yùn)行而發(fā)生燒毀事故。

3 故障快速查找

在高壓輸電線路運(yùn)行過(guò)程中，要經(jīng)常對(duì)線路繼電保護(hù)裝置進(jìn)行監(jiān)視，實(shí)時(shí)調(diào)看相應(yīng)的數(shù)據(jù)表格，分析線路的整體運(yùn)行工況。為了提高故障發(fā)生處理速度，本人結(jié)合自己長(zhǎng)期的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，將故障后的快速查找措施總結(jié)如下：

1）當(dāng)發(fā)生線路故障報(bào)警時(shí)，應(yīng)立即根據(jù)中控室線路繼電保護(hù)動(dòng)作情況，按照錄波器上顯示的距離及保護(hù)測(cè)距數(shù)據(jù)，初步分析判斷故障可能發(fā)生的地點(diǎn)。結(jié)合線路可能發(fā)生地點(diǎn)的氣象條件、工程地質(zhì)等特殊特性，初步判斷故障類型。

2）對(duì)于發(fā)生故障的線路運(yùn)行工段，故障不能通過(guò)裝備自動(dòng)解除時(shí)，首先應(yīng)向上級(jí)報(bào)告線路故障的初步情況，并立即組織相應(yīng)的檢修維護(hù)人員進(jìn)行線路檢修，并按各自的特長(zhǎng)統(tǒng)籌分配人員。運(yùn)行人員首先向查巡人員交待故障可能發(fā)生的區(qū)段和故障類型，并實(shí)時(shí)通過(guò)通信裝置告知查巡人員故障特性變化特性，便于查巡人員及時(shí)的找到故障點(diǎn)，并采取有效措施。

3）查巡小組間應(yīng)在查巡過(guò)程中進(jìn)行相互的數(shù)據(jù)交換分享，并通過(guò)對(duì)巡查結(jié)果的匯總分析，對(duì)初步判斷的故障點(diǎn)和類型進(jìn)行核定和修正。對(duì)于一次巡查不能切除故障時(shí)，應(yīng)擴(kuò)大巡查范圍，并對(duì)故障數(shù)據(jù)和故障特性進(jìn)行重新分析判斷，必要時(shí)還需采取現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)等提高排查故障速率的措施。

4）對(duì)于山區(qū)架空線路進(jìn)行巡查時(shí)，一要注意巡查人員的人身安全，對(duì)于需要進(jìn)行設(shè)備試驗(yàn)的故障情況時(shí)，需要選擇合理的工作點(diǎn)，防止發(fā)生邊坡滑坡事故。山區(qū)架空線路多為大檔距桿塔，巡查人員應(yīng)該實(shí)時(shí)通報(bào)相應(yīng)的巡查結(jié)果，對(duì)于處于檔中線路，要注意線路對(duì)地、對(duì)樹(shù)距離的查看，同時(shí)注意分析故障是否由雷電引起故障，必要時(shí)根據(jù)工程的實(shí)際情況結(jié)合雷電定位系統(tǒng)進(jìn)行故障的排查工程。

4 故障防范措施

4.1 單相接地故障防范措施

對(duì)于架空線路應(yīng)該組織相應(yīng)的維護(hù)人員，定期查看線路的運(yùn)行情況，對(duì)要超過(guò)安全距離的樹(shù)木進(jìn)行相應(yīng)的修枝處理。對(duì)于絕緣子污閃而導(dǎo)致的單相接地故障，應(yīng)按照相關(guān)規(guī)定定期對(duì)絕緣子表面及瓷瓶?jī)?nèi)的污染物進(jìn)行清除，同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)工程的特殊性，選用質(zhì)量合格、性能特性達(dá)標(biāo)的絕緣子和支柱，并在附件安裝工程中，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行絕緣子耐壓試驗(yàn)，并在試驗(yàn)過(guò)程中由質(zhì)檢技術(shù)人員和工程監(jiān)理人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢查和監(jiān)督。對(duì)于夏季用電負(fù)荷高峰期，應(yīng)按期利用紅外溫度探測(cè)儀對(duì)導(dǎo)線接頭處進(jìn)行溫度檢測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)溫度過(guò)高時(shí)，應(yīng)立即采取拉閘限電措施，保證線路中電氣設(shè)備的安全。對(duì)于由于雷電原因引起的單相接地故障，應(yīng)該選用線路綜合防雷措施，選擇合理的防雷設(shè)備進(jìn)行線路的雷電保護(hù)。

4.2 短路故障防范措施

在其它工程設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，應(yīng)該盡量避開(kāi)與架空線路重合的線路，并充分考慮施工機(jī)械的工作范圍，留夠足夠的施工余地防止出現(xiàn)施工車輛撞桿塔事故的發(fā)生。對(duì)于線路架設(shè)過(guò)程中，應(yīng)該選擇與道路平行的方式布置。在高壓桿塔上應(yīng)設(shè)置醒目的禁止警示牌，防止造成觸電事故的發(fā)生。對(duì)于由于風(fēng)箏、孔明燈等造成線路發(fā)生交叉短路的故障，應(yīng)該加強(qiáng)安全用電宣傳。

4.3 設(shè)備故障防范措施

在架空線路設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，應(yīng)積極采用成熟的新設(shè)備和新技術(shù)，提高電網(wǎng)整體的自動(dòng)化水平。盡量選用自帶故障檢測(cè)系統(tǒng)的斷路器和刀閘，提高裝備的自動(dòng)檢測(cè)保護(hù)特性，對(duì)于線路雷電防護(hù)采用避雷線、避雷器及其他綜合防雷措施，并制定相應(yīng)的線路檢修維護(hù)程序，對(duì)線路進(jìn)行定期巡查和維護(hù)，保證線路的安全可靠運(yùn)行。

5 結(jié)論

高壓架空線路是一個(gè)供配電綜合電能交互系統(tǒng)，線路故障將會(huì)給電力企業(yè)及電力用戶帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)損失。采取合理措施快速對(duì)高壓輸電線路故障進(jìn)行分析判斷，并組織相關(guān)人員快速切除故障，對(duì)提高高壓輸電線路供電可靠性有明顯的實(shí)際意義。

[1] 李洪昌.輸配電線路的運(yùn)行與保護(hù)[J].中國(guó)電力企業(yè)管理.2007（3）：67.

[2] 段慶成，陳忠祥，等.加裝線路避雷器方案的設(shè)計(jì)[J].電磁避雷器，2002（6）：23-29.

TM8

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1674-6708（2010）18-0043-02