芻議輸配電線路安全措施

江蘇連云港供電公司 張文強(qiáng)

1.前言

當(dāng)今，輸配電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行與國民生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)，提高配電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平已經(jīng)成為各級供電企業(yè)的重要運(yùn)營任務(wù)之一。輸配電線路作為連接電路網(wǎng)絡(luò)與用戶、設(shè)備的媒介，其可靠性與穩(wěn)定性對供電質(zhì)量意義重大。通過合理設(shè)計、精心施工、科學(xué)的運(yùn)行管理，才能保證配電網(wǎng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，以保證供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

2.輸配電線路的防雷

由于輸配電線路的分散性和雷電現(xiàn)象的復(fù)雜性，鑒于目前的技術(shù)，對輸配電線路還不可能做到絕對的防雷。此外，雷擊線路時，自線路入侵的雷電波也是威脅變電所的主要因素。綜合考慮技術(shù)和經(jīng)濟(jì)措施，提高線路的防雷能力，可以提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。輸配電線路防雷性能的優(yōu)劣，主要有兩個指標(biāo)來衡量：

（1）耐雷水平，即雷擊線路絕緣不發(fā)生閃烙的最大電流幅值。

（2）雷擊跳閘率，每100km 線路每年由雷擊引起的跳閘次數(shù)。所以，要提高防雷水平，必須做四道防線：第一、使輸電線路不直接受雷；第二、線路受雷后，絕緣不發(fā)生閃絡(luò)；第三、閃絡(luò)后不建立穩(wěn)定的工頻電??；第四、建立電弧后，不中斷電力供應(yīng)。

針對這四道防線，可以采用下列措施：

（1）架設(shè)避雷線。主要是防止雷電直擊導(dǎo)線，此外，架設(shè)避雷線對雷電流有分流的作用，可以減少流入桿塔的雷電流，使塔頂電位下降，對導(dǎo)線有禍合作用，降低雷擊桿塔時絕緣子串上的電壓，對導(dǎo)線有屏蔽作用，可降低導(dǎo)線上的感應(yīng)電壓。110kV及以上電壓等級的線路，一般要全線架設(shè)避雷線。

（2）降低桿塔的接地電阻。這是提高線路耐雷水平，防止反擊的有效措施。相關(guān)規(guī)程規(guī)定，有避雷線的線路，每基桿塔的工頻接地電阻應(yīng)在允許的范圍內(nèi)。

（3）架設(shè)藕合地線。即在導(dǎo)線下方架設(shè)地線的措施，是增加避雷線與導(dǎo)線間的禍合作用，以降低絕緣子串上的電壓。禍合地線還可增加對雷電流的分流作用。

（4）采用不平衡的絕緣方式。同桿架設(shè)的雙回線路，采用的防雷措施不能滿足要求時，采用不平衡絕緣方式，來降低雙回線路雷擊時的跳閘率，以保證不中斷供電。不平衡絕緣方式的原則：一般是使雙回路的絕緣子串片數(shù)有差異，，這樣，雷擊時絕緣子串片少的回路先閃絡(luò)，閃絡(luò)后的導(dǎo)線相當(dāng)于地線，增加了對另一回導(dǎo)線的禍合作用，提高了另一回線路的耐雷水平，，使之不發(fā)生閃絡(luò)，以保證另一回線路可以繼續(xù)供電。

（5）采用消弧線圈的接地方式。城市中的配電線路大多采用中性點不接地的方式，雷擊所引起的大多數(shù)單相接地故障能夠自動消除，不致于引起相間短路和跳閘：而在兩相或三相著雷時，雷擊所引起第一相導(dǎo)線閃絡(luò)和絕緣子串上的電壓下降，從而提高了線路的耐雷水平。

（6）裝設(shè)自動重合閘。由于雷擊而造成的閃絡(luò)，大多數(shù)能在跳閘后自行恢復(fù)絕緣性能，所以重合閘的成功率也較高，它是保證不中斷供電的有效措施。城市中的配電線路一般都裝設(shè)有重合閘（雙電源及電纜出線較長的線路除外）。

（7）裝設(shè)排氣式避雷器。一般在線路交叉處和在高桿塔上，裝設(shè)排氣式避雷器以限制過電壓。特別是帶絕緣的配電線路，在受雷擊時的過電壓比較明顯，裝設(shè)排氣式避雷器以限制過電壓是一種有效的方法。電纜進(jìn)、出線，可利用電纜與排氣式避雷器聯(lián)合作用的典型進(jìn)線保護(hù)。所以，帶絕緣的架空線路應(yīng)在適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b避雷器以限制過電壓。

（8）加強(qiáng)絕緣。對于高桿塔，可采取增加絕緣子串片數(shù)的辦法來提高防雷性能，高桿塔的等值電感大，感應(yīng)過電壓高，繞擊率也隨著高度而增加。

（9）減小接地電阻。減小接地電阻可明顯提高線路的反擊耐雷水平。

（10）盡可能降低鐵塔高度。當(dāng)塔高增加時，繞擊雷會增加。因為桿塔高度增加，地面屏蔽效應(yīng)減弱，繞擊區(qū)變大，使更多的雷不擊中地面而是擊中導(dǎo)線。因此，從減少繞擊的角度出發(fā)，應(yīng)盡量降低桿塔高度。

（11）增加桿塔絕緣。線路繞擊耐雷水平與線路絕緣的50%放電電壓密切相關(guān)，其表達(dá)式是I＝2 U50%／Z，式中I是能引起繞擊的最小雷電流；Z是線路波阻抗。從式中可看出，增加線路絕緣（如增加絕緣子片數(shù)）對減少繞擊數(shù)是有利的。

（12）減小邊導(dǎo)線保護(hù)角。減小邊導(dǎo)線保護(hù)角可有效降低繞擊概率，在山區(qū)可采用負(fù)保護(hù)角塔，這樣可達(dá)到較好的避雷效果。

（13）塔上橫擔(dān)處加裝避雷針。在塔上橫擔(dān)處加裝避雷針可有效屏蔽線路的邊導(dǎo)線，使繞擊雷擊在側(cè)向避雷針上，從而減少雷擊次數(shù)。

3.絕緣子的防污

戶外絕緣子，常年受到工業(yè)污穢或自然界的鹽堿、飛塵的污染，在毛毛雨、霧、或濕度大的天氣條件下，絕緣子表面的污穢塵埃被潤濕，表面電導(dǎo)劇增，使絕緣子的泄漏電流劇增，其結(jié)果導(dǎo)致絕緣子在工頻和操作沖擊電壓下的閃絡(luò)電壓（污閃電壓）明顯降低，甚至有可能使絕緣子在工作電壓下發(fā)生閃絡(luò)。對于運(yùn)行中的線路，為了防止絕緣子的污閃，保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，可以采取下列措施：

①對污穢絕緣子定期或不定期地進(jìn)行清掃，或者采用帶電、帶水沖洗。這樣，就可以有效地減少或防止污閃事故的發(fā)生。裝設(shè)泄漏電流記錄器，根據(jù)泄漏電流的幅值和脈沖數(shù)來監(jiān)視污穢絕緣子的運(yùn)行情況，發(fā)出預(yù)告信號，以便及時進(jìn)行清掃。

②在絕緣子表面涂一層特殊的防塵材料，如有機(jī)硅脂、有機(jī)硅油、地蠟等，使絕緣子表面在潮濕天氣下形成水滴，但不形成連續(xù)的水膜，表面電阻大，從而有效地減少了泄漏電流，使閃絡(luò)電壓不致于降低太多。

③加強(qiáng)絕緣和采用防污絕緣子。加強(qiáng)線路絕緣，其最簡單的方法是增加絕緣子串中絕緣子的片數(shù)，以增大爬電距離。不過，此方法只適用于污染區(qū)域范圍不大的情況，否則很不經(jīng)濟(jì)。這是因為，增加絕緣子串中絕緣子片數(shù)后，必須相應(yīng)地提高桿塔的高度。采用專用的防污絕緣子，可以有效地避免以上的缺點，因為防污絕緣子在不增加結(jié)構(gòu)高度的情況下，泄漏距離明顯增大。

④采用半導(dǎo)體釉絕緣子。這種絕緣子釉層的表面電阻為10.6～10.8，在運(yùn)行一中利用半導(dǎo)體釉層流過均勻的泄漏電流加熱表面，使介質(zhì)表面干燥，同時使絕緣子表面的電壓分布較均勻，從而能保持較高的閃絡(luò)電壓。

4.線路的防風(fēng)工作

隨著電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模迅速擴(kuò)大，輸電線路日益增多，通過復(fù)雜地形及惡劣氣候條件地區(qū)的線路越來越多，同時，由于自然條件的變化，線路風(fēng)偏跳閘明顯增多，給系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了較大影響，主要是外因和內(nèi)因兩方面因素造成的。外因是自然界發(fā)生的強(qiáng)風(fēng)和暴雨天氣；內(nèi)因是輸電線路抵御強(qiáng)風(fēng)的能力不足。找出影響風(fēng)偏閃絡(luò)的關(guān)鍵因素，采取有針對性的方法和措施，就可以提高線路的安全運(yùn)行水平。線路風(fēng)偏跳閘和非計劃停運(yùn)與當(dāng)?shù)靥鞖猱惓?、局部地區(qū)自然災(zāi)害頻發(fā)等主要因素有關(guān)，同時也暴露出了輸電線路點多線長，抵御惡劣氣象條件能力較差的缺陷，風(fēng)偏閃絡(luò)多發(fā)生在微地形、微氣象地區(qū)，在線路設(shè)計時應(yīng)對這些地區(qū)給予考慮和關(guān)注。

（1）加強(qiáng)、加固桿塔的基礎(chǔ)。桿塔基礎(chǔ)是否下沉、外露，埋深是否足夠，桿塔本體是否受到破壞，若不符合規(guī)程、規(guī)定的要求，要及時采取措施，保證桿塔的完好性、安全性，這是防止倒桿塔的有效措施。特別要注意終端塔、轉(zhuǎn)角塔的加強(qiáng)、加固。

（2）設(shè)計上采取針對性措施。

①合理規(guī)劃設(shè)計，改進(jìn)設(shè)計方法，對于耐張塔，轉(zhuǎn)角塔外角和內(nèi)角采用絕緣子串跳線；對直線塔風(fēng)偏治理一般可采用三相改V型串、中相改V串邊相加長橫擔(dān)、三相加掛雙串并加重錘等幾種治理措施。

②合理選擇設(shè)計氣象條件，改進(jìn)設(shè)計手段和方法，對于新建線路，應(yīng)結(jié)合己有的運(yùn)行經(jīng)驗，對于微氣象區(qū)特征明顯、颮線風(fēng)頻發(fā)地帶，線路的設(shè)計應(yīng)考慮到最不利的氣象條件組合，適度提高風(fēng)偏放電的設(shè)防水平，設(shè)計時應(yīng)留有適當(dāng)?shù)脑６龋詼p小線路投運(yùn)后遇惡劣天氣時出現(xiàn)跳閘的可能性，在選擇線路走徑時，應(yīng)盡可能避免橫穿風(fēng)口、江河湖面；提高強(qiáng)風(fēng)地帶的絕緣配置和機(jī)械強(qiáng)度；對局部微氣象、微地形地區(qū)提高設(shè)計風(fēng)速及桿塔、金具、絕緣子等的設(shè)計安全系數(shù)，加大電氣距離。

③收集運(yùn)行資料，提高防風(fēng)能力，加強(qiáng)對微氣候區(qū)的觀測和記錄，積累運(yùn)行資料，加強(qiáng)線路所經(jīng)區(qū)域的氣象資料收集，特別是胞線風(fēng)的數(shù)據(jù)收集，包括發(fā)生時段、頻率、風(fēng)速、區(qū)域等，并加強(qiáng)導(dǎo)線風(fēng)偏的觀測和記錄。

④開展科研試驗，抑制風(fēng)偏事故。對設(shè)計中氣象條件的選定、各種不利氣象條件的組合、風(fēng)偏計算中的參數(shù)等應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步探討和研究。開展有暴雨和強(qiáng)風(fēng)定向作用下空氣間隙的工頻放電試驗，得出數(shù)據(jù)及曲線，為今后的風(fēng)偏設(shè)計提供合理的技術(shù)依據(jù)和參數(shù)，開發(fā)輸電線路塔上氣象參數(shù)及導(dǎo)線風(fēng)偏的在線監(jiān)測系統(tǒng)。

⑤防風(fēng)設(shè)計和改造應(yīng)在對線路工程投資、設(shè)備選型設(shè)計、建設(shè)造價、運(yùn)行成本和運(yùn)行后的技改大修費(fèi)用等綜合因素分析比較的基礎(chǔ)上進(jìn)行。

5.防外力破壞方面

外力破壞故障的危害性很大，一旦發(fā)生就常常為永久性故障。這些故障也是可以控制或減少的。

5.1 車撞桿塔(拉線)：隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路、機(jī)耕路的發(fā)展，使得一些桿塔旁邊本來沒有路的又形成了路。因此，車撞桿塔(拉線)的事故不斷發(fā)生。

5.2 外物短路：包括社會基礎(chǔ)建設(shè)，近幾年，地區(qū)高鐵、高速公路、開發(fā)區(qū)建設(shè)等施工造成的外物短路（大型機(jī)械碰線）和沿線居民活動（違章建房，索要賠償?shù)睦骝?qū)動）造成的外物短路。要減少這類事故，主要是要同社會各部門建立聯(lián)防機(jī)制，建立危險點源跟蹤管理檔案，從發(fā)現(xiàn)大型機(jī)械作業(yè)之日起，就要進(jìn)行必要的監(jiān)控；其次加強(qiáng)電力設(shè)施保護(hù)宣傳工作。

5.3 桿塔、拉線被盜：近幾年，本電網(wǎng)相繼發(fā)生了拉線被盜引起倒桿或短路事故，并且拉線UT線夾、塔材、接地引線被盜的事件頻繁發(fā)生。采取措施：對易盜區(qū)鐵塔使用防盜螺栓，線路拉棒包裹環(huán)氧樹脂水泥等。

除了技術(shù)防盜外，還需要我們加強(qiáng)電力法規(guī)的宣傳和發(fā)動群眾護(hù)線，積極依靠政府采取社會治安綜合治理，才能有效預(yù)防桿塔、拉線被盜事故。

6.山火放電

一些農(nóng)民在山上燒荒種植或在甘蔗地、田地收獲后燒燒荒作肥，如果火正在導(dǎo)線下方，在高溫高電壓下，導(dǎo)線就會發(fā)生對地或相間放電。要防止山火放電，需要加強(qiáng)對有燒荒習(xí)慣的地區(qū)的宣傳工作，在適當(dāng)位置安裝禁止燒荒的標(biāo)志牌。

7.防交叉跨越放電

7.1 如果在施工時弧垂過大或設(shè)計時交叉跨越對地距離不夠，線路運(yùn)行后，由于導(dǎo)線的初伸長展放，導(dǎo)線弧垂會逐漸增大，在高溫或最大風(fēng)時，弧垂達(dá)到最大，就會發(fā)生交叉跨越放電。

7.2 如果在線路走廊內(nèi)的被跨越物或線路本身發(fā)生變化（如新增跨越物、樹竹生長等），使交叉跨越距離減少，在高溫或最大風(fēng)時，弧垂達(dá)到最大，就會發(fā)生交叉跨越放電。

7.3 線路導(dǎo)地線的弧垂普遍偏大，90%以上的耐張段的弧垂誤差和相間誤差超過“驗收規(guī)范”和“運(yùn)行規(guī)程”的要求，弧垂誤差大的達(dá)到5～6倍甚至更大，相間誤差大的達(dá)到2～3米甚至更大，造成導(dǎo)線對地距離不夠和相間距離不夠。除了不按設(shè)計施工外的原因外，更重要的原因是沒有按規(guī)范規(guī)定進(jìn)行驗收，通常只是登桿檢查，驗收項目不全，沒有測量項目。

7.4 通道內(nèi)的樹木再生長太快，砍伐阻力大。重點開展了走廊樹木大清理工作。通過交叉跨越、對地距離的整治和走廊的清理工作，線路的安全運(yùn)行得到保障。

防止交叉跨越放電發(fā)生，需要提高設(shè)計質(zhì)量和水平，提高跨越距離和對地距離，通過林區(qū)按高跨設(shè)計；提高線路施工質(zhì)量，按規(guī)范規(guī)定進(jìn)行線路驗收，提高線路驗收水平；加強(qiáng)線路運(yùn)行維護(hù)，及時發(fā)現(xiàn)和清理不符合交叉跨越要求的問題。

8.防鳥害的預(yù)防措施

鳥害主要發(fā)生在冬、春季節(jié)。鳥害的基本形式有三種：一是在桿塔上筑巢，樹枝等筑巢材料下落，短接絕緣子串引起跳閘；二是鳥糞下落并污染絕緣子串，使線路絕緣水平降低，最終導(dǎo)致線路跳閘；三是連續(xù)不斷的鳥糞柱使導(dǎo)線與桿塔之間的綜合空氣間隙不夠造成間隙放電引起跳閘。第一、第三種故障，很難查出其故障點，但有個特點是：橫擔(dān)上和導(dǎo)線上(或?qū)Ь€的金具上)必然有放電痕跡。

防止鳥害比較經(jīng)濟(jì)有效的措施是在絕緣子上方鳥類好棲息的桿塔構(gòu)件上安裝防鳥器。

防鳥害是輸電線路運(yùn)行單位的一項重要的季節(jié)性工作，為維護(hù)動物生態(tài)平衡，保護(hù)珍貴、瀕危鳥類，不可能全部采取強(qiáng)行驅(qū)趕的方法，只能采取針對性的防護(hù)措施。如：驅(qū)趕、保護(hù)、引導(dǎo)到別處筑巢法等，要想取得預(yù)期效果，必須從以下方面開展工作：

8.1 準(zhǔn)確劃分架空送電線路鳥害區(qū)域。要深入線路沿線，摸清鳥活動頻繁的鐵塔，有鳥巢和發(fā)生過鳥害的鐵塔，上述桿塔應(yīng)作為重點鳥害區(qū)域

8.2 加強(qiáng)線路巡視，若發(fā)現(xiàn)鐵塔掛點上方有鳥巢，必須盡快拆除，并安裝防鳥設(shè)施。

8.3 對鳥害區(qū)域，必須在每年十一月上旬前安裝好防鳥設(shè)施，更換已發(fā)現(xiàn)的零值瓷瓶，重點采用防鳥刺、防鳥罩、防鳥擋板、風(fēng)車、反光鏡、經(jīng)鳥牌、高頻聲音發(fā)生器、在經(jīng)常筑巢的附近掛死鳥、裝上假人等，作好防鳥害準(zhǔn)備工作（見圖9.3-9.10）。

8.4 在鳥害季節(jié)里，線路運(yùn)行維護(hù)人員應(yīng)重視群鳥和大鳥活動情況觀察，重視防鳥設(shè)施巡視和維護(hù)工作，發(fā)現(xiàn)損壞的和有必要增添防鳥設(shè)施情況，應(yīng)及時更換和安裝。另外還應(yīng)重視鳥害區(qū)資瓶表現(xiàn)臟污情況觀察，對鳥糞污染和表面臟污的資瓶及時安排帶電清掃。

8.5 要完善和開發(fā)新的防鳥設(shè)施。

8.6 建立防鳥工作資料臺帳，做到記錄與現(xiàn)場情況相符。

9.防自然災(zāi)害

輸電線路自然災(zāi)害(包括大風(fēng)、覆冰、洪水、泥石流、落石引起桿倒或變形，大風(fēng)、覆冰引起導(dǎo)線舞動短路、斷線等)

9.1 大風(fēng)倒桿、覆冰倒桿的原因

9.1.1 大風(fēng)或覆冰超過設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

9.1.2 桿塔螺栓松造成整個桿塔結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低。據(jù)平時觀測，各地區(qū)有很多耐張塔都有內(nèi)傾現(xiàn)象，這就是由于桿塔螺栓松造成的。前面已提到，使用常用工具，人的手扳力緊桿塔螺栓難以達(dá)到螺栓扭矩要求。如果驗收沒有抽檢查螺栓扭矩，就會使很多桿塔結(jié)構(gòu)不滿足要求的線路投入運(yùn)行。而運(yùn)行后又沒有采取措施去消除，運(yùn)行規(guī)程規(guī)定：桿塔緊固螺栓，5年1次，新線投運(yùn)1年后需緊固1次，實際上，根本沒有哪個公司能執(zhí)行。

9.2 防洪水沖刷倒桿

要防止此類事故，要求在設(shè)計選線時避開洪水沖刷區(qū)、遠(yuǎn)離易落石區(qū)或采取措施。對于運(yùn)行中的線路，進(jìn)行易沖刷區(qū)的劃分，加強(qiáng)其防洪檢查。

9.3 預(yù)防措施

對線路沿線的微氣候進(jìn)行調(diào)查、觀測（有特征），找出一些最大風(fēng)超過設(shè)計風(fēng)速或最大覆冰超過設(shè)計覆冰的微氣候，對其桿塔、基礎(chǔ)進(jìn)行加固。檢查對運(yùn)行線路的桿塔進(jìn)行螺栓緊固。

10.結(jié)束語

防范自然的、人為的各種影響因素，做好各類檢修與維護(hù)工作，促進(jìn)輸配電線路的安全、正常運(yùn)行。輸配電網(wǎng)絡(luò)存在問題是客觀實事，這就要求各級供電企業(yè)高度重視起來，依靠科學(xué)的安全運(yùn)行管理制度和經(jīng)驗，不斷開展規(guī)范化管理，完善崗位責(zé)任制，不斷加強(qiáng)制度建設(shè)，城市電網(wǎng)建設(shè)是市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，是地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展的有力保障。

[1]葉華.如何防止外力破壞對配電線路安全運(yùn)行的影響[J].電氣技術(shù),2009(6).

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