淺析500kV輸電線路故障跳閘原因及預(yù)防策略

趙建敏

（神華國(guó)華孟津發(fā)電有限責(zé)任公司，河南 洛陽471112）

0 引言

輸電線路發(fā)生跳閘故障之后，往往會(huì)導(dǎo)致較大區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)停電現(xiàn)象，從而對(duì)輸電線路輸送功率造成非常嚴(yán)重的影響。通常情況下，500kV輸電線路承擔(dān)著整個(gè)省市的功率傳輸和功率交換任務(wù)，屬于某個(gè)省市的主要網(wǎng)架，因此對(duì)穩(wěn)定性和安全性要求非常高。由于500kV輸電線路覆蓋面很廣，再加其線路走廊所處的環(huán)境極為復(fù)雜，因而極易發(fā)生跳閘故障。因此，認(rèn)真分析500kV輸電線路故障跳閘的原因，并探討其預(yù)防策略顯得尤為重要。

1 導(dǎo)致500kV輸電線路發(fā)生跳閘故障的主要原因

（1）線路遭到雷擊。相關(guān)資料顯示，導(dǎo)致500kV輸電線路出現(xiàn)跳閘故障的主要原因是線路受到雷擊，其造成的跳閘率高達(dá)50%。當(dāng)輸電線路處于頻繁發(fā)生雷電活動(dòng)的地區(qū)時(shí)，在雷雨天氣里便極易發(fā)生跳閘故障。例如，在南方地區(qū)，某省的500kV輸電線路位于其中部的多山區(qū)和丘陵地區(qū)，經(jīng)常會(huì)發(fā)生雷電活動(dòng)，并且每年4—10月期間是該地區(qū)雷雨天氣最為集中的季節(jié)，因而頻繁發(fā)生輸電線路雷擊跳閘。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的輸電線路總跳閘故障中，由于線路遭到雷擊引起的跳閘故障占90%以上。

（2）線路發(fā)生風(fēng)偏。據(jù)了解，我國(guó)絕大多數(shù)省份的500kV輸電線路所經(jīng)過的區(qū)域氣候條件均較為復(fù)雜，大部分輸電線路所經(jīng)過的區(qū)域均存在較多暴雨天氣和大風(fēng)天氣。在大風(fēng)天氣下，強(qiáng)勁的風(fēng)力極有可能將該區(qū)域內(nèi)的大樹吹倒，甚至是連根拔起，也就是說，當(dāng)風(fēng)速超出30m／s時(shí)，會(huì)迅速增大空氣間的對(duì)流作用，而且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、涉及范圍廣，而輸電線路在風(fēng)力的影響下會(huì)發(fā)生一定的偏轉(zhuǎn)。同時(shí)，大風(fēng)天氣通常會(huì)伴隨著暴雨，空氣濕度大大增加，這就降低了空氣的絕緣性，因而極易造成線路跳閘。

（3）線路遭受鳥害。在導(dǎo)致500kV輸電線路跳閘故障的眾多因素中，鳥類活動(dòng)也是主要原因之一。因?yàn)轼B類在輸電線路上排便時(shí)，其糞便會(huì)導(dǎo)致地電位與導(dǎo)線之間瞬間短路，從而發(fā)生放電現(xiàn)象。同時(shí)，輸電線路的絕緣子表面會(huì)殘留鳥類糞便，當(dāng)空氣濕度較大時(shí)，糞便很可能與輸電線路絕緣子表面的污垢產(chǎn)生一定的相互作用，最終極有可能導(dǎo)致閃絡(luò)現(xiàn)象。

（4）線路覆冰舞動(dòng)。線路覆冰舞動(dòng)是指大量輸電線路在冰凍天氣下被冰層所覆蓋，從而發(fā)生覆冰閃絡(luò)，最終引起跳閘。在氣溫較低的冰雪天氣下，輸電線路的懸垂絕緣子串會(huì)積雪結(jié)冰，形成貫穿整串的冰柱［1］。當(dāng)氣溫有所回升時(shí)，形成的冰柱會(huì)逐漸融化，而融化的冰水會(huì)形成連續(xù)不斷的冰水流，極有可能導(dǎo)致輸電線路絕緣子發(fā)生短路，最終導(dǎo)致線路跳閘故障。

2 預(yù)防500kV輸電線路跳閘故障的有效措施

2.1 正確安裝避雷裝置

要想有效預(yù)防500kV輸電線路跳閘故障，充分保證線路安全、穩(wěn)定運(yùn)行，首先必須正確安裝避雷裝置。當(dāng)500kV輸電線路經(jīng)過氣候條件較為復(fù)雜，尤其是頻繁出現(xiàn)雷雨天氣的區(qū)域時(shí)，正確安裝避雷裝置能夠起到有效的防雷作用。正確安裝避雷線能夠最大限度地避免雷電直接打在輸電導(dǎo)線上，使流經(jīng)輸電線路桿塔的雷電流大大減小，從而起到分流雷電流的良好效果。大量實(shí)踐證明，輸電線路電壓越高，避雷線能夠發(fā)揮出的防雷效果就越明顯［2］。因此，有效預(yù)防500kV輸電線路跳閘故障的方法之一便是正確架設(shè)避雷線。同時(shí)，當(dāng)土壤電阻率較大時(shí)，埋設(shè)接地線的難度會(huì)大大增加，從而使接地網(wǎng)難以達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在這種情況下，正確安裝避雷針是解決該問題的有效方法。當(dāng)輸電線路直接遭到雷電擊打時(shí)，避雷針會(huì)主動(dòng)分流雷電流，從而發(fā)揮出良好的防雷效果。

2.2 加大氣象資料收集力度

要想有效預(yù)防500kV輸電線路跳閘故障，充分保證線路安全、穩(wěn)定運(yùn)行，還必須加大氣象資料收集力度。通過分析導(dǎo)致500kV輸電線路發(fā)生跳閘故障的主要原因，可以發(fā)現(xiàn)大多數(shù)跳閘故障是由氣象因素引起的。因此，應(yīng)做好氣象資料收集工作，不斷加強(qiáng)與相關(guān)部門（如森林部門、林業(yè)部門、氣象部門等）的溝通與聯(lián)系，努力形成多個(gè)部門協(xié)同作戰(zhàn)的良好氛圍［3］。同時(shí)，相關(guān)人員還應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家電網(wǎng)公司給出的標(biāo)準(zhǔn)，全面而深入地剖析導(dǎo)致各種氣象現(xiàn)象的原因，收集整條輸電線路經(jīng)過的所有區(qū)域的氣象資料，針對(duì)輸電線路容易發(fā)生跳閘故障的區(qū)域，重點(diǎn)加強(qiáng)氣象觀測(cè)。另外，相關(guān)人員在開展氣候觀測(cè)工作時(shí)，應(yīng)詳細(xì)做好相關(guān)記錄，并在認(rèn)真校正之后及時(shí)將觀測(cè)結(jié)果反饋給相關(guān)上級(jí)部門，以便后續(xù)統(tǒng)一處理。

2.3 有效預(yù)防鳥類活動(dòng)

要想有效預(yù)防500kV輸電線路跳閘故障，充分保證線路安全、穩(wěn)定運(yùn)行，還必須有效預(yù)防鳥類活動(dòng)。近年來，由于國(guó)家加大了動(dòng)物保護(hù)力度，在很大程度上改善了我國(guó)的生態(tài)環(huán)境，鳥類的數(shù)量呈現(xiàn)出逐年增加的趨勢(shì)，因而經(jīng)常會(huì)有鳥類棲息在輸電線路上，增加了輸電線路發(fā)生跳閘故障的幾率。針對(duì)這一問題，安裝大盤徑硅橡膠傘盤或大盤徑瓷絕緣子能在一定程度上起到綜合防范鳥類活動(dòng)的效果［4］。同時(shí)，還可通過在桿塔的合適位置安裝人工鳥巢等方式，最大限度地避免鳥類在輸電線路的橫擔(dān)上筑巢，從而使輸電線路由于遭受鳥害而發(fā)生跳閘故障的幾率明顯降低，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鳥類與輸電線路的和諧相處。

2.4 改善不合格的接地網(wǎng)

要想有效預(yù)防500kV輸電線路跳閘故障，充分保證線路安全、穩(wěn)定運(yùn)行，改善不合格的接地網(wǎng)無疑也是有效措施之一。在輸電線路施工時(shí)，某些施工單位為了使自身獲得更多的利益，往往會(huì)私自將接地網(wǎng)的鋼筋長(zhǎng)度縮短，這樣一來，就會(huì)導(dǎo)致接地電阻增大，從而使輸電線路更加容易遭受雷擊。因此，在輸電線路施工過程中，相關(guān)人員應(yīng)遵照相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)和施工圖紙進(jìn)行操作，并嚴(yán)格按相關(guān)規(guī)定和要求進(jìn)行接地體的掩埋［5］。同時(shí)，隨著輸電線路投產(chǎn)運(yùn)行的年限不斷增加，接地體會(huì)逐漸被腐蝕，再加上前期接地體的掩埋不符合相關(guān)規(guī)范，輸電線路的電阻必然會(huì)越來越偏離合格標(biāo)準(zhǔn)。因此，相關(guān)單位應(yīng)定期檢查和分析容易發(fā)生雷擊跳閘故障的輸電線路的接地網(wǎng)，并在雷雨天氣來臨之前預(yù)先對(duì)接地網(wǎng)進(jìn)行改造和整修，充分保證接地體的電阻始終保持在合格狀態(tài)，最大限度地避免輸電線路由于遭受雷擊發(fā)生跳閘故障。

3 結(jié)語

綜上所述，導(dǎo)致500kV輸電線路發(fā)生跳閘故障的主要原因包括遭到雷擊、發(fā)生風(fēng)偏、遭受鳥害以及覆冰舞動(dòng)等，其中最為常見的因素是雷擊和鳥害。因此，要想有效預(yù)防500kV輸電線路跳閘故障，充分保證其安全、穩(wěn)定運(yùn)行，相關(guān)人員必須正確安裝避雷裝置、加大氣象資料收集力度、有效預(yù)防鳥類活動(dòng)以及改善不合格的接地網(wǎng)，積極采用先進(jìn)技術(shù)和手段，來確保整個(gè)電網(wǎng)始終處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的良好狀態(tài)。

［1］馬釗.500kV輸電線路雷擊跳閘原因分析及防范措施［J］.河北電力技術(shù)，2010，66（2）：2 169～2 170

［2］董秦.500kV高壓輸電線路的雷擊故障分析及其防治［J］.科技視界，2013，71（9）：1 156～1 157

［3］段建軍.500kV超高壓輸電線路雷擊跳閘原因分析及處理措施［J］.河北電力技術(shù)，2011，53（5）：1 092～1 093

［4］鐘衛(wèi)春，曾靈聰，容予，等.淺談江西500kV輸電線路防山火對(duì)策［J］.江西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，35（2）：189～190

［5］唐明貴，郭詠華，張金瑞，等.500kV輸電線路舞動(dòng)分析及治理［J］.電力建設(shè)，2011，59（4）：2 167～2 169