輸電線路安全運行的關鍵影響因素分析及防治措施

杜 培

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司太倉市供電分公司，江蘇蘇州215400）

0 引言

太倉市經濟的快速發(fā)展，不斷推動著太倉電網(wǎng)事業(yè)的快速進步。太倉地處長江三角洲沖積平原，大部分輸電線路都在荒郊野外，點多、線長、面廣，這給太倉電網(wǎng)的安全運行帶來了較大的困難，傳統(tǒng)的人工巡視已很難滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行和故障快速查找的需要。針對這一現(xiàn)狀，太倉供電公司積極進行技術革新，以增強各類故障、缺陷的防治水平，確保太倉電網(wǎng)輸電線路的安全穩(wěn)定運行。

1 輸電線路的防雷擊技術

1.1 輸電線路發(fā)生雷擊故障的原因

太倉屬北亞熱帶南部濕潤氣候區(qū)，每年夏季打雷次數(shù)較多，給輸電線路的安全穩(wěn)定運行帶來了較大的威脅。在太倉電網(wǎng)輸電線路規(guī)劃設計時，雖然會考慮到當?shù)氐睦纂娗闆r，但每年的雷電日數(shù)據(jù)是個變化量，導致估算的情況未必完全符合當?shù)貙嶋H。如果在線路設計時對雷電數(shù)據(jù)冗余估計不足，使雷電的瞬時幅值和統(tǒng)計分布有所失真，會導致輸電線路對雷擊的屏蔽效果不佳，在實際運行中容易發(fā)生雷擊事件。

除此之外，在輸電線路的實際運行中，由于缺乏有效維護，技術人員如不能有效檢出絕緣子串中的零值或低值絕緣子，將導致絕緣子串間的閃絡電壓下降，并使得輸電線路整體的耐雷參數(shù)低于實際值，增加雷擊發(fā)生的可能性。在使用合成絕緣子替換瓷絕緣子時，間距的縮小也會導致輸電線路抗雷擊的耐受力下降。在長期運行中，部分接地裝置出現(xiàn)腐蝕，嚴重的甚至爛斷，這種情況下若遭受雷擊，則反擊跳閘率極高。除上述原因之外，部分技術人員業(yè)務能力缺乏，無法查明導致雷擊的原因，進一步導致了雷擊事件難以根除。

1.2 輸電線路的防雷擊技術

首先應做好基礎工作，通過雷電定位系統(tǒng)逐步積累每年的落雷分布、雷電流強度數(shù)據(jù)，并分析研究上述參數(shù)與輸電線路跳閘之間的直接關系，從理論上形成雷擊與輸電線路結構、地形結構和雷電流強度的定量關系。然后以此為指導，根據(jù)太倉地區(qū)的地形結構和地勢特點，找出本地區(qū)輸電線路經過的雷擊高發(fā)地帶和易毀桿塔，因地制宜地采取綜合防雷措施，合理有效地采用耦合地線或旁路架空地線、架空地線側向預放電針、塔頂多針系統(tǒng)、可控放電避雷針、線路型避雷器等防雷措施。此外，可以對輸電線路裝設磁鋼記錄器、避雷器動作記錄儀和線路故障顯示器，對輸電線路的運行數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，當有發(fā)現(xiàn)有異常時就立即維修或者替換，提高線路的抗雷擊能力。

常規(guī)的防雷保護措施主要有：

（1）裝設避雷線。

避雷線又名引雷線，是一種接地良好并架設在輸電線路上方的金屬導線，在雷雨天氣時，避雷線能有效地將雷電流引入大地，為輸電線路屏蔽雷擊，防止雷電直接電擊輸電線路，從而實現(xiàn)對輸電線路的保護。此外，避雷線還可以對輸電線路進行耦合作用，降低輸電線路上的感應電壓，并對雷電流起到分流作用，大大降低桿塔的頂部電位。在安裝過程中，應適當減小避雷線與邊導線的夾角，以提高避雷線對雷電的屏蔽效果。

（2）降低桿塔接地電阻。

相關研究表明，桿塔接地電阻與耐雷水平呈指數(shù)關系，降低桿塔的接地電阻，可以使得耐雷水平按指數(shù)規(guī)律得到提升。充分利用架空線路的自然接地、外接接地裝置，使用深埋式接地極等，是降低桿塔接地電阻行之有效的方法。

（3）加裝耦合地線。

部分輸電線路在配有避雷線、桿塔接地電阻已經降至較低水平的情況下，依然無法完全排除雷擊故障發(fā)生時，可以在輸電線路的下方加裝耦合地線，以確保雷電流可以被迅速引入大地。

（4）安裝線路避雷器。

線路避雷器是并聯(lián)安裝在輸電線路絕緣子串上的，當發(fā)生雷擊時，氧化鋅閥片由于其非線性特征將迅速切斷電弧，避免線路發(fā)生跳閘。

（5）加裝桿塔拉線。

桿塔拉線可以有效增加桿塔的等效半徑，降低桿塔波阻抗，同時可以有效地分流雷電流，因此可以在發(fā)生雷擊時有效保護輸電線路。

2 輸電線路的防風偏放電技術

2.1 輸電線路中出現(xiàn)風偏放電的原因

（1）強風是導致輸電線路發(fā)生風偏放電現(xiàn)象的主要原因。受海洋氣流影響，太倉地區(qū)常有強風、5～8級大風甚至臺風，最大風速可達30 m/s，這導致太倉電網(wǎng)220～500 kV線路經常發(fā)生風偏跳閘，嚴重影響了太倉電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

（2）強降雨造成空氣間放電電壓大大降低。一般情況下，強風和強降雨是同時出現(xiàn)的。受風力影響，雨水會形成定向的間斷型水線，當水線定向與線路閃絡在一個方向時，就會使空氣間放電電壓大大降低，導致發(fā)生風偏放電現(xiàn)象的概率大大增加。

2.2 輸電線路的防風偏放電技術

通過行之有效的技術方法，可以大大降低風偏放電的發(fā)生概率。首先，應通過氣象部門對所在地區(qū)的自然環(huán)境進行充分調研，詳細掌握所在地區(qū)的風力、降水等情況。在進行輸電線路設計時，要綜合考慮這些參數(shù)。除此之外，還可以采取以下措施：

（1）應盡量避免在面向導線側的桿塔上安裝腳釘和其他突出物，以減弱桿塔受到強風的影響。

（2）在部分容易引發(fā)強風的微地形區(qū)域，采用V型串，減弱強風對輸電線路的影響，減少風偏放電發(fā)生的概率。

（3）在新建電力工程中，為了確保輸電線路少發(fā)生風偏放電的現(xiàn)象，桿塔頂部的間隙風壓不均勻系數(shù)可取0.75并進行校驗。

3 輸電線路的防鳥害技術

3.1 鳥類對輸電線路安全運行的影響

太倉地區(qū)自然環(huán)境優(yōu)越，大量鳥類生活于此，鳥類的無序飛行和停留等是導致架空輸電線路跳閘的重要原因，而且影響區(qū)域覆蓋整個太倉電網(wǎng)。鳥類對輸電線路造成的危害主要有：

（1）糞道閃絡。

當鳥類停靠在絕緣子臨近的橫擔上排泄時，由于鳥糞的電導率較高，會導致附近的空氣間隙發(fā)生短接，從而造成較為嚴重的閃絡現(xiàn)象。即使鳥糞沒有完全貫通空氣間隙，也可能由于電火花造成閃絡。不同的線路電壓等級不同，鳥糞所造成的故障特點也有所差異。低于220 kV的輸電線路，由于絕緣子串較短，再加上鳥糞的高電導率，容易形成較長的通道，促使空間電場發(fā)生畸變，導致糞便處與帶電體發(fā)生放電現(xiàn)象，危害線路的安全運行。高于500 kV的輸電線路，由于絕緣子串間距較大，鳥糞通道難以形成，直接連接空氣間隙并導致閃絡的可能性相對較低。但若遇到潮濕天氣，受水汽影響，也可能導致上述通道的形成，進而發(fā)生閃絡現(xiàn)象。

（2）鳥糞污閃。

雨水天氣下，鳥糞附著在絕緣子表面，可能會使絕緣子表面發(fā)生閃絡。

3.2 輸電線路的防鳥害措施

對鳥害的治理，一般措施有防止和驅趕兩種。比如安裝鳥刺、防鳥網(wǎng)和防鳥罩，也可以采用大盤徑的絕緣子，清除輸電線路上的鳥糞，并安裝防鳥糞的擋板，盡最大可能防止鳥類對輸電線路造成危害。

4 結語

在電網(wǎng)線路安全管理中，雷擊、風偏放電、外力破壞、鳥害等是影響輸電線路安全運行的最常見問題，本文認真分析了引起線路故障的主要因素，并提出了有效的針對性防治措施。電網(wǎng)技術人員應積極加強線路管理，排除可能存在的安全隱患，確保輸電線路安全穩(wěn)定運行。

[1]胡志鵬，劉劍，張玻，等.基于風險關鍵特征量的輸電線路運行環(huán)境風險評估[J].電力系統(tǒng)自動化，2017，41（18）：160-166.

[2]李隆基，周文濤，李學剛，等.架空輸電線路防鳥害技術措施[J].陜西電力，2016，44（4）：95-98.

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