簡述電網(wǎng)輸電線路故障原因分析與分布

孟學(xué)藝

摘 要：雷電、強(qiáng)風(fēng)、季節(jié)性氣候特征、外力影響以及山火等是引發(fā)電網(wǎng)輸電線路故障的主要原因，一定要加強(qiáng)對線路運(yùn)行特征的了解，并采取對應(yīng)措施對相關(guān)故障進(jìn)行防范工作。該文結(jié)合電網(wǎng)輸電線路故障數(shù)據(jù)特點(diǎn)，針對我國某地區(qū)三年間電網(wǎng)輸電線路的故障以及原因進(jìn)行系統(tǒng)化的分析，并對線路故障的分布進(jìn)行歸納與總結(jié)。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)輸電線路故障 原因 分布

中圖分類號(hào)：TM755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）06（c）-0107-02

雷電、強(qiáng)風(fēng)、季節(jié)性氣候特征、外力影響以及山火等是引發(fā)電網(wǎng)輸電線路故障的主要原因，一定要加強(qiáng)對線路運(yùn)行特征的了解，并采取對應(yīng)措施對相關(guān)故障進(jìn)行防范工作。

1 電網(wǎng)輸電線路故障分布特點(diǎn)

依據(jù)電壓等級進(jìn)行分布的特點(diǎn)。該文就我國某地區(qū)2012年1月1日到2014年12月31日3年間電網(wǎng)輸電線路故障根據(jù)電壓等級進(jìn)行分類，相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，由于雷擊而引起的故障當(dāng)中60%發(fā)生在10 kV的線路上，32%發(fā)生在220 kV的線路上。由于異物而產(chǎn)生的電網(wǎng)線路故障當(dāng)中，43%發(fā)生在10kV的線路上，46%發(fā)生在220 kV的線路上。由于大風(fēng)而導(dǎo)致的電網(wǎng)線路故障當(dāng)中，63%發(fā)生在10 kV的線路上，26%發(fā)生在220 kV的線路上。由此可見，電網(wǎng)輸電線路的基本故障一般都發(fā)生在220 kV與10 kV電壓線路上[1]。

依據(jù)帕累托曲線計(jì)算結(jié)果分布的特點(diǎn)。將電網(wǎng)輸配電線路故障的原因根據(jù)帕累托曲線計(jì)算結(jié)果來進(jìn)行歸納，能夠明顯地看出不同類型的故障的不同分布特點(diǎn)，故障發(fā)生的比例和線路的長度以及線路的數(shù)量之間的比例關(guān)系。通過帕累托曲線計(jì)算可知，雷電引起的線路故障當(dāng)中占比50%分布在從線路長度的9.75%，線路數(shù)量的1.39%。雷電引起的線路故障當(dāng)中占比80%分布在總線路長度的12.68%，總線路數(shù)量的3.86%。100%的雷電故障分布在總線路長度的22.06%，從線路數(shù)量的5.5%。由此可見，雷電引發(fā)的輸電線路故障大多分布在輸電線路長度較長而且相對集中的區(qū)域。同理可知，由異物而引發(fā)的線路故障當(dāng)中一半分布線路總長度的0.98%，線路故障中的80%分布在1.72%的長度線路。所有由異物引發(fā)的線路故障分布在4.1%的長度線路。所有由大風(fēng)引起的線路故障都分布在12.21%的長度線路上。

故障發(fā)生時(shí)間的分布特點(diǎn)。依據(jù)將該地區(qū)近3年的輸電線路故障發(fā)生的時(shí)間進(jìn)行歸類，得知不同原因引起的線路故障的季節(jié)性特點(diǎn)。5～8月份是雷電頻發(fā)的季節(jié)，在這幾個(gè)月內(nèi)發(fā)生的雷電故障是全年雷電故障數(shù)量的90%。9月份到第二年的4月份，雷電發(fā)生的幾率相對較低。所有由異物和大風(fēng)造成的線路故障都發(fā)生在每一年的3～11月份，春夏秋冬3個(gè)季節(jié)是我國大風(fēng)頻發(fā)的季節(jié)，而且有異物引發(fā)的輸電線路故障也集中分布在這一個(gè)時(shí)間段內(nèi)。相比較而言，冬季發(fā)生此類的故障相對較少。所以，大風(fēng)，雷電，以及異物引起的線路故障防控重點(diǎn)工作應(yīng)該集中在每一年的3～11月，5～8月以及3～11月[2]。

2 電網(wǎng)輸電線路故障的原因分析

由雷電引起的線路故障。由雷電引起的輸電線路跳閘因素來自于兩方面：繞擊與反擊。繞擊的意思就是雷電繞開避雷線，擊中輸電導(dǎo)線造成跳閘。輸電導(dǎo)線的繞擊造成的跳閘，具有電量小、電阻小、受地形限制、邊相易繞擊等特點(diǎn) ；雷電造成繞擊的概率和避雷線的安全角度、與地面的傾斜角度、桿塔的高度存在直接聯(lián)系。一旦避雷線的安全角度縮小，接地線對輸電導(dǎo)線的保護(hù)性能越高，繞擊面積就越小。與地面傾斜形成的角度增大，輸電導(dǎo)線裸更長，就增加了繞擊引起的跳閘概率。桿塔導(dǎo)線與地面之間的距離越小，地面的屏蔽功能越強(qiáng)，那么繞擊引起線路跳閘的概率就越小。一旦避雷線和桿塔遭遇雷電，若是接地電阻發(fā)生變化或者雷電的電流過大，就會(huì)導(dǎo)致線路性能降低，輸電導(dǎo)線出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象，引起反擊導(dǎo)線問題。一旦導(dǎo)線因?yàn)槔纂娏髁砍瑯?biāo)而造成接地電阻變化的情況，那么雷電反擊產(chǎn)生的概率就會(huì)大大提升。

由大風(fēng)引起的線路故障。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)可知，由于大風(fēng)引起的輸電線路故障發(fā)生概率高達(dá)70%。風(fēng)偏放電現(xiàn)象包括導(dǎo)線對桿塔構(gòu)架放電、導(dǎo)線或金具對塔臂放電、跳線對塔身或絕緣子放電等，具體特征表現(xiàn)為：雷電以及大雨等惡劣環(huán)境情況下的風(fēng)偏故障；放電點(diǎn)位存在明顯的燃燒跡象；重合閘相對困難，極易引發(fā)停運(yùn)問題，這事由于對應(yīng)的重合閘在工作的時(shí)限內(nèi)風(fēng)偏運(yùn)動(dòng)過慢。產(chǎn)生風(fēng)偏放電主要由于3點(diǎn)因素：其一，大風(fēng)的作用，和輸電導(dǎo)線的分布方向相垂直的強(qiáng)風(fēng)極易造成線路產(chǎn)生風(fēng)偏放電，促使絕緣子相塔桿靠近，縮減了二者的間距，一旦空間的絕緣性能無法承擔(dān)相應(yīng)的電壓時(shí)，就會(huì)引發(fā)間隙的擊穿。其二，導(dǎo)線設(shè)計(jì)的預(yù)留空間不夠，缺乏關(guān)于天氣因素的考量。部分導(dǎo)線相對陳舊，再加上受到強(qiáng)風(fēng)影響而引發(fā)的跳閘現(xiàn)象，使線路綜合性能大大降低。其三，地形以及氣象條件。塔桿被設(shè)置的地點(diǎn)相對特殊，其所在地點(diǎn)氣象變化規(guī)律也不同，輸電線路四周并無遮擋物，所以受強(qiáng)風(fēng)作用明顯，線路承受的橫向風(fēng)力相對較大。

由于山火引起的線路故障。大部分高壓輸電線路都會(huì)經(jīng)過山嶺或者植被分布相對密集的地區(qū)，造成山火的因素包括：（1）中國傳統(tǒng)的清明節(jié)，部分人無視相關(guān)條文規(guī)定私自在相關(guān)地區(qū)燃燒紙錢。（2）每當(dāng)氣候干燥的季節(jié)，國家為了避免山火而制定的分部化燒除防范措施工作不到位，引發(fā)山火的產(chǎn)生。（3）越來越多的人開始到戶外運(yùn)動(dòng)，山林用火相關(guān)規(guī)則得不到落實(shí)和貫徹?，F(xiàn)階段我國引起山火放電的原因眾多，一般情況下由于山火產(chǎn)生的高溫因素加上植物燒焦形成的強(qiáng)導(dǎo)電性煙塵顆粒以及灰塵在熱對流空氣的作用下，陸續(xù)引起空氣間隙的縮減，進(jìn)而降低了對應(yīng)的擊穿電壓，造成擊穿故障。山火引起的線路故障大體呈現(xiàn)如下規(guī)律：（1）輸電導(dǎo)線跳閘與重合閘的幾率低，山火造成線路以下的空氣間隙絕緣性能減小，使重合閘的運(yùn)行時(shí)間無法與這個(gè)時(shí)間匹配；（2）這一地帶研發(fā)山火的時(shí)間相對集中，基本出現(xiàn)在2月份、5月份時(shí)間內(nèi)，這段時(shí)間的氣溫比較高，降雨量少，氣候比較干燥，空氣濕度小，這些特征極易引起山火的發(fā)生。（3）這一地帶植被生長的比較蔥郁，人類活動(dòng)相對較多，在這樣氣溫較高，空氣濕度又小的情況下，引起山火的概率大大增加。以上三大特點(diǎn)，都為山火的發(fā)生制造了充分的條件。

由于受到外力影響而造成的線路故障。由于外力而產(chǎn)生的線路問題是工作人員無法預(yù)見和掌控的，具有重合閘不成功以及突發(fā)性的特點(diǎn)，外力造成的故障往往具有較大的破壞性，基本表現(xiàn)為工程施工人員的違規(guī)操作，例如，相關(guān)法規(guī)對于工程中的挖掘機(jī)、翻斗車等設(shè)備的工作區(qū)域做出了明文規(guī)定，嚴(yán)格禁止該類設(shè)備在輸電線路專用通道內(nèi)作業(yè)，以免引發(fā)觸電事故以及火患；大型機(jī)械在狹小的空間內(nèi)進(jìn)行作業(yè)過程中受到空間的局限，撞斷或者毀壞相關(guān)電力設(shè)施；部分人員無視相關(guān)法律法規(guī)私自建房、筑堤、購建圍墻等行為觸犯了相關(guān)電力設(shè)施的安全距離。除此之外，由于強(qiáng)風(fēng)氣候造成的塑料垃圾以及氣球等雜物隨處飄散，很多雜物由于風(fēng)力的影響搭掛在線路導(dǎo)線以及相關(guān)設(shè)施上，從而引起線路故障。

3 結(jié)語

綜上所述，引發(fā)電網(wǎng)輸電線路故障的原因主要是雷電、強(qiáng)風(fēng)、季節(jié)性氣候特征、外力影響以及山火等，為整個(gè)國家電網(wǎng)的正常運(yùn)行造成了嚴(yán)重的影響。以提升國家電網(wǎng)正常運(yùn)行的安全性與可靠性為目標(biāo)，就應(yīng)當(dāng)對電網(wǎng)中線路運(yùn)行規(guī)則進(jìn)行全面掌握，采取措施加強(qiáng)對相關(guān)故障進(jìn)行有效的防范，從而確保整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的健康、正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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