輸電線路運(yùn)行安全影響因素分析及防治措施

鐘意誕

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局輸電管理所,廣東 東莞 523009）

輸電線路運(yùn)行安全影響因素分析及防治措施

鐘意誕

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局輸電管理所,廣東 東莞 523009）

本文主要對(duì)輸電線路運(yùn)行進(jìn)行了分析，并通過(guò)對(duì)輸電線路運(yùn)行安全的影響因素的分析，提出了相應(yīng)的輸電線路運(yùn)行安全的防治措施。

輸電線路；運(yùn)行安全；影響因素；防治措施

0　引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)的不斷加速，輸電線路運(yùn)行安全問(wèn)題也變成了一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。在輸電線路的運(yùn)行過(guò)程中，主要受到來(lái)自山火、冰雪、雷擊、強(qiáng)風(fēng)和污閃等因素的威脅，致使輸電線路經(jīng)常發(fā)生故障，對(duì)人們的生產(chǎn)生活用電造成了巨大的影響。因此，在輸電線路的運(yùn)行過(guò)程中，一定要抓住輸電線路運(yùn)行中的影響因素，對(duì)輸電線路的運(yùn)行進(jìn)行分析，制定好預(yù)防和處理對(duì)策，保障輸電線路的運(yùn)行安全。

1　輸電線路運(yùn)行分析

輸電是用變壓器將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能升壓后，再經(jīng)斷路器等控制設(shè)備接入輸電線路來(lái)實(shí)現(xiàn)。按結(jié)構(gòu)形式，輸電線路分為架空輸電線路和電纜線路。架空輸電線路由線路桿塔、導(dǎo)線、絕緣子、線路金具、拉線、桿塔基礎(chǔ)、接地裝置等構(gòu)成，架設(shè)在地面之上，詳見(jiàn)圖1。按照輸送電流的性質(zhì)，輸電分為交流輸電和直流輸電。隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，我國(guó)的輸電技術(shù)在也在不斷提升，而隨著人民生活水平的不斷提高，生產(chǎn)生活對(duì)電力能源的需求越來(lái)越大，國(guó)家也在不斷加強(qiáng)對(duì)輸電線路的建設(shè)。然而，在當(dāng)前條件下，我國(guó)輸電線路的運(yùn)行仍然會(huì)受到來(lái)自諸如強(qiáng)風(fēng)、雷電等自然因素的影響，在這些因素的影響下，如果沒(méi)有對(duì)輸電線路進(jìn)行針對(duì)性檢測(cè)和監(jiān)控，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致輸電線路發(fā)生故障，最終導(dǎo)致人民生產(chǎn)生活用電達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，制約著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

圖1　輸電線路

2　輸電線路運(yùn)行安全的影響因素

2.1 來(lái)自山火的威脅

山火，又稱(chēng)林火、植被大火、草原大火或者灌木大火（澳大拉西亞語(yǔ)），是一種發(fā)生在林野難以控制的火情（詳見(jiàn)圖2）。通常是由閃電引起的。其他一些常見(jiàn)的原因有人類(lèi)的粗心大意和故意縱火。近年來(lái)，我國(guó)部分地區(qū)山火事故頻發(fā)，對(duì)輸電線路造成了極大的威脅。特別是在我國(guó)南方地區(qū)，由于氣候干燥的冬春季節(jié)，由于氣候干燥，降水量較少，特別是在人為活動(dòng)比較頻繁的時(shí)候，在輸電線路附近經(jīng)常會(huì)發(fā)生一些難以避免的故障。由山火引起的故障具有幾個(gè)特點(diǎn)：重合閘成功率較低、放電距離長(zhǎng)和產(chǎn)生畸變電場(chǎng)等。第一，由于輸電線路的重合閘時(shí)間一般為1s，但是山火的高溫和煙塵濃度持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致輸電線路重合閘時(shí)再次失敗。第二，由于山火過(guò)程中火焰和煙塵能夠形成一個(gè)絕緣強(qiáng)度較小的通道，導(dǎo)致輸電線路能夠沿著這個(gè)通道進(jìn)行放電，加長(zhǎng)了放電距離。第三，山火發(fā)生時(shí)會(huì)形成空氣強(qiáng)對(duì)流，進(jìn)而抬高了火焰的高度并加大了火焰的烈度，容易形成畸變電場(chǎng)并激發(fā)大量放電，對(duì)山火放電造成巨大的影響。

圖2　來(lái)自山火的威脅

2.2 來(lái)自冰雪的威脅

隨著全球氣候的不斷變化，冰雪天氣的反常情況經(jīng)常發(fā)生，全國(guó)大部地區(qū)經(jīng)常發(fā)生冰雪災(zāi)害，給輸電線路造成了嚴(yán)重的威脅，詳見(jiàn)圖3。據(jù)新聞報(bào)道，2008年春節(jié)前后，長(zhǎng)江中下游地區(qū)的大雪災(zāi)就引起了輸電線路的大面積災(zāi)害性事故，給人民生活帶來(lái)了巨大的影響。在全國(guó)范圍內(nèi)，截至2008年2月6日除夕夜，據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，由于冰雪災(zāi)害，一共有169個(gè)縣停電，南方電網(wǎng)供電范圍累計(jì)90個(gè)縣市受停電影響。因?yàn)楸?zāi)害導(dǎo)致輸電線路大范圍覆冰、舞動(dòng)、主網(wǎng)架相繼發(fā)生倒塔事件，因?yàn)榇舜喂收?，共?767條線路停運(yùn)，831座變電站停運(yùn)。輸電線路在冰雪災(zāi)害面前表現(xiàn)出極強(qiáng)的脆弱性，并且在冰雪過(guò)程中，輸電線路僅僅依靠傳統(tǒng)的預(yù)防措施是不足以抵御的，要針對(duì)冰雪災(zāi)害發(fā)生時(shí)連接金具的缺點(diǎn)，采用強(qiáng)度較高的材料，提高連接金具的強(qiáng)度，并做好檢測(cè)和監(jiān)控工作，及時(shí)進(jìn)行融冰處理，以最快的速度恢復(fù)輸電線路運(yùn)行，保障輸電線路運(yùn)行安全。

圖3　來(lái)自冰雪的威脅

2.3 來(lái)自雷擊的威脅

云層之間的放電對(duì)飛行器有危害，對(duì)地面上的建筑物和人、畜影響不大，但云層對(duì)大地的放電，則對(duì)建筑物、電子電氣設(shè)備和人、畜危害甚大。一但對(duì)萬(wàn)物造成危害都可以稱(chēng)為被雷擊，詳見(jiàn)圖4。雷擊是威脅輸電線路安全運(yùn)行的重要因素之一，雷擊多發(fā)生在我國(guó)的春夏兩季。近年來(lái)，我國(guó)廣西境內(nèi)的雷電活動(dòng)異常頻繁且十分強(qiáng)烈，給輸電線路帶來(lái)了嚴(yán)重的影響。根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2009年-2011年，廣西電網(wǎng)100-500千伏輸電線路雷擊跳閘次數(shù)已經(jīng)占到了書(shū)呆呢線路全部跳閘次數(shù)的70%以上。在現(xiàn)實(shí)生活中，智能化電器也越來(lái)越多，但是電器的工作都是十分依賴(lài)電的，而在春夏兩季的使用過(guò)程中，輸電線路經(jīng)常受到雷擊的影響，從而導(dǎo)致用電輸送不力，給人民生產(chǎn)生活造成重大的影響。受到接地電阻的影響，當(dāng)輸電線路桿塔接地電阻變大時(shí)，雷電反擊的發(fā)生率也就越高。在應(yīng)對(duì)雷擊造成的威脅時(shí)，同樣要利用技術(shù)進(jìn)行輸電線路建設(shè)，并通過(guò)良好的檢測(cè)和監(jiān)控系統(tǒng)，在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)及時(shí)處理，最大程度上降低雷擊對(duì)人們的影響。

圖4　來(lái)自雷擊的威脅

2.4 來(lái)自強(qiáng)風(fēng)的威脅

我國(guó)具有強(qiáng)風(fēng)分布范圍廣、強(qiáng)風(fēng)類(lèi)型多等特點(diǎn)，特別是東南沿海和新疆等內(nèi)陸地區(qū)每年都有強(qiáng)風(fēng)災(zāi)害發(fā)生，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)安全運(yùn)行，詳見(jiàn)圖5。風(fēng)災(zāi)防治是電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)的重要領(lǐng)域之一，強(qiáng)風(fēng)災(zāi)害下輸配電線路的破壞模式及對(duì)策、輸配電線路防風(fēng)設(shè)計(jì)參數(shù)及抗強(qiáng)風(fēng)技術(shù)、降雨環(huán)境輸電線路電氣間隙取值等關(guān)鍵技術(shù)是電網(wǎng)風(fēng)災(zāi)防治亟待解決的問(wèn)題。強(qiáng)風(fēng)的威脅并不僅限于吹倒輸電線路塔，還在于它會(huì)與其它威脅相互協(xié)作，共同致力于對(duì)輸電線路的威脅。強(qiáng)風(fēng)的獨(dú)立影響主要體現(xiàn)在颶風(fēng)和龍卷風(fēng)對(duì)輸電線路的影響上。當(dāng)輸電線路塔正面接受來(lái)自颶風(fēng)和龍卷風(fēng)的威脅時(shí)，由于颶風(fēng)和龍卷風(fēng)的風(fēng)速過(guò)快，傷害巨大，往往輸電線路塔會(huì)發(fā)生直接倒塌或產(chǎn)生折斷。要預(yù)防強(qiáng)風(fēng)對(duì)輸電線路塔的影響，就一定要做好輸電線路塔的設(shè)計(jì)工作和檢測(cè)監(jiān)控工作。

圖5　來(lái)自強(qiáng)風(fēng)的威脅

2.5 來(lái)自污閃的威脅

污閃是指電氣設(shè)備絕緣表面附著的污穢物在潮濕條件下，其可溶物質(zhì)逐漸溶于水，在絕緣表面形成一層導(dǎo)電膜，使絕緣子的絕緣水平大大降低，在電力場(chǎng)作用下出現(xiàn)的強(qiáng)烈放電現(xiàn)象。隨著社會(huì)污染的加劇，汽車(chē)尾氣、工業(yè)廢氣等污染氣體的大量排放，造成了輸電線路表面的污染，最終導(dǎo)致絕緣子的絕緣水平大大降低，詳見(jiàn)圖6。

圖6　來(lái)自污閃的威脅

3　輸電線路運(yùn)行安全的防治措施

3.1 制定出針對(duì)性防治措施

要進(jìn)行輸電線路運(yùn)行安全的防治工作，首先要制定出針對(duì)性的防治措施，對(duì)線路的安全影響因素進(jìn)行分析并進(jìn)行專(zhuān)門(mén)性預(yù)防。例如，在春夏雷電頻繁的季節(jié)，針對(duì)來(lái)自雷擊的威脅，要做好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，對(duì)雷電的發(fā)生頻率和強(qiáng)度要做出基本的了解，除此之外，要設(shè)置好避雷針，并在關(guān)鍵部位裝置線路避雷器。同時(shí)，還要嚴(yán)防雷電繞擊。注重科技的運(yùn)用，在發(fā)生雷擊時(shí)及時(shí)采取措施，準(zhǔn)確定位，最短時(shí)間內(nèi)解決雷擊問(wèn)題。而在面對(duì)強(qiáng)風(fēng)威脅時(shí)，一定要注重增強(qiáng)輸電線路塔的抗風(fēng)性能，結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂?、地形地貌特征做好?yōu)化工作，并進(jìn)行良好的檢測(cè)和監(jiān)控工作。

3.2 自動(dòng)化檢測(cè)和監(jiān)控裝置的研發(fā)

除了制定出針對(duì)性防治措施外，還要注重自動(dòng)化檢測(cè)和監(jiān)控裝置的研發(fā)。在輸電線路的運(yùn)行過(guò)程中，由于輸電線路不可避免地受到外界因素的干擾，因此，一定要加強(qiáng)自動(dòng)化檢測(cè)和監(jiān)控裝置的使用。例如，加強(qiáng)無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行偵察巡邏工作，在發(fā)生特殊情況時(shí)能夠及時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況進(jìn)行分析。例如，利用無(wú)人機(jī)對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控，有利于及時(shí)分析火災(zāi)的蔓延方向，并根據(jù)當(dāng)時(shí)的情況給出預(yù)測(cè)和防治，幫助工作人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制。在科技發(fā)達(dá)的今天，除了無(wú)人機(jī)，衛(wèi)星遙感技術(shù)和地質(zhì)情況檢測(cè)技術(shù)等都能夠準(zhǔn)確地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行控制，建立起立體化的監(jiān)控系統(tǒng)。

3.3 構(gòu)建一體化的運(yùn)行維護(hù)體系

除了輸電線路的運(yùn)行之外，維護(hù)也是一個(gè)重要的方面。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一體化的運(yùn)行維護(hù)體系的構(gòu)建已經(jīng)不再是一個(gè)理想化的狀態(tài)了。輸電線路的周邊可以環(huán)繞無(wú)人機(jī)、攝像頭等機(jī)器設(shè)備，同時(shí)，在輸電線路周邊要設(shè)置好檢測(cè)設(shè)備和預(yù)警設(shè)備，建立起一體化的運(yùn)行維護(hù)體系，在平時(shí)的運(yùn)行過(guò)程中能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并準(zhǔn)確定位處理。

4　結(jié)語(yǔ)

隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，人們的用電需求也越來(lái)越大，對(duì)輸電線路的運(yùn)行安全進(jìn)行分析并制定出良好的防治措施，預(yù)防輸電線路受到影響導(dǎo)致故障，最終致使人們的用電受到威脅。除此之外，還要加強(qiáng)自動(dòng)化檢測(cè)和監(jiān)控裝置的研發(fā)和一體化的運(yùn)行維護(hù)體系的構(gòu)建，除了保障輸電線路的運(yùn)行安全，還能夠在最短時(shí)間內(nèi)找到輸電線路使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，并能夠針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行解決，推動(dòng)國(guó)家建設(shè)的發(fā)展。

[1]胡毅,劉凱,吳田等.輸電線路運(yùn)行安全影響因素分析及防治措施[J].高電壓技術(shù),2014,40(11):3491-3499.

[2]杜江,張亮亮.淺析輸電線路運(yùn)行安全影響因素分析及防治措施[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2015(16):181.

[3]范紅星,徐榕擁.探究輸電線路運(yùn)行安全影響因素分析及防治措施[J].華東科技:學(xué)術(shù)版,2015(10):191.

[4]常志陽(yáng),徐碩,曹彥偉等.影響架空輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行的因素分析[J].城市建設(shè)理論研究:電子版,2015(23).

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.159