高壓架空線路故障原因與防雷措施

郝偉峰

【摘 要】架空線路是目前電力能源供應(yīng)的主要方式，隨著高壓架空輸電線路日益增多，輸電線路故障問題也頻繁出現(xiàn)，對電力系統(tǒng)運行造成影響。故障成因分析和防雷措施的探討，勢必在架空線路實際施工故障解決中達成有利影響，并同時在具體的外界不利因素降低中起到切實有效的防范效果。

【關(guān)鍵詞】高壓架空線路；故障原因；防雷措施

1引言

隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)在人們生活中的應(yīng)用也越來越廣泛。為保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，應(yīng)對高壓架空線路這一傳輸載體提高重視。但高壓架空線路通常架設(shè)于室外，容易在雷雨天氣受到雷電的影響，導(dǎo)致跳閘或安全事故等現(xiàn)象的發(fā)生。因此，需做好高壓架空線路的防雷措施。

2高壓架空線路故障成因分析

高壓架空線路故障受雷擊、桿塔、短路、溫度等影響效果最為顯著。其中架線施工故障中，由雷擊引發(fā)的線路爆裂、斷線、配變毀壞和以導(dǎo)向的錯誤連接和設(shè)置導(dǎo)致雷擊的情況等問題最為常見。故障產(chǎn)生的一大主因還包括，施工中并溝線夾錯連接器錯誤應(yīng)用和省略并溝線夾的誤操作故障問題等。桿塔建設(shè)中，常見一些施工方為降低工程投資成本，違背桿塔設(shè)計標準施工和填埋桿塔基礎(chǔ)時不牢固或深度不足等問題，常導(dǎo)致桿塔承受不了風(fēng)而坍塌的故障，或很難達到最大設(shè)計風(fēng)速25m/m，抗10級左右的設(shè)計要求。施工專業(yè)知識和技能培養(yǎng)中，以實際線路的架空研究和相關(guān)施工線路設(shè)備的準備力度等，導(dǎo)致架空線路相間短路而迅速跳閘、或失火、故障問題等。冬季施工中，常遭遇溫度過低導(dǎo)致的線路受凍、連接異常等故障，尤其影響高空、低溫作業(yè)人員的順利開展。

3高壓架空線路檢修方法

對電力工程施工中高壓架空線路施工故障問題，需要及時發(fā)現(xiàn)問題并制定有效的檢修方式，才能很好的減低故障問題給整個電力工程施工的負面影響。常見的檢修技術(shù)主要包括：（1）導(dǎo)地線檢修。導(dǎo)地線檢修最為常用的方式為導(dǎo)地線切斷重接檢修，這便需要使用特定的元件進行連接，并對導(dǎo)地線進行機電性能的檢查，在檢測結(jié)果符合標準后才能進行檢修。其中需要注意的是，如果導(dǎo)線截面較小，便需要根據(jù)實際情況制作合適的導(dǎo)地線，只有耐壓強度符合標準后才能進行檢測。（2）桿塔檢修。桿塔最常見的故障為裂紋與裂縫，因此在針對桿塔進行檢修時，便需要根據(jù)桿塔的標準在進行補強、加固操作，如若該地區(qū)易出現(xiàn)腐蝕等狀況，便需要在施工過程中使用涂刷防腐技術(shù)，以此來避免高壓架空線路老化等問題，從而延長架空線路的使用壽命。（3）拉線檢修。拉線檢修技術(shù)需要進行以下三個步驟來完成，分別是調(diào)整、修補以及更換，可以按照斷股的實際情況來考慮使用纏繞方式進行檢修。在應(yīng)用拉線檢修技術(shù)時，要嚴格按照相應(yīng)的要求與規(guī)范，如更換過程中，需要進行永久拉線便不能用臨時拉線來替代，在完成檢修后，一定要確保檢修后的機械強度符合電力工程的施工標準。

4高壓架空線路遭遇雷害原因

高壓架空線路遭遇雷害主要有四方面的原因：一是高壓架空線路絕緣水平低。雷云放電產(chǎn)生的過電壓通過線路桿塔建立了放電通道，配電線未達到絕緣水平，導(dǎo)致線路損壞。二是防雷裝置不足。一些電力組織安設(shè)在高壓輸電線路的防雷裝置太少，并不能達到防雷的要求數(shù)量起到防雷的作用；一些落后地區(qū)仍采用傳統(tǒng)的防雷措施，不利于線路防雷。三是線路安裝有問題。在搭建和設(shè)計高壓輸電線路時，配電線路處于雷擊多發(fā)地帶、忽略了輸電線路的質(zhì)量、避雷器接地不合理、線路架空、沒有防雷系統(tǒng)保護等原因，都易引發(fā)雷擊事故。四是設(shè)備和線路維修不到位。避雷器遭受雷擊而沒有立即換新導(dǎo)致的接地、絕緣子老化及絕緣能力低、設(shè)備老化、導(dǎo)線接觸不良、超負荷及線路改造不及時等都會引起線路短路現(xiàn)象和配電設(shè)備故障，電力人員應(yīng)定期檢查，確保輸電線路正常運行。

5高壓架空線路防雷措施

電力工程施工中，高壓架空輸電線路受自然界的雷雨天氣影響較為顯著，雷電瞬間可產(chǎn)生數(shù)百、數(shù)千安培的電流和數(shù)千、數(shù)萬伏特的電壓，甚至更高。尤其雷擊作為最顯著的襲擊方法，以遭遇概率和故障因素消解價值，需要在實際的架空故障主問題解決中，以其為施工的重要關(guān)注方向進行強化措施管理。

5.1完善絕緣配合

在絕緣配合的選擇過程中，一定要合理考慮各種電氣設(shè)備的耐壓等級、保護裝置的特性和設(shè)備的耐壓特性，有效確定設(shè)備的必要絕緣等級。（1）架空線路的絕緣配合設(shè)計，這可以有效解決桿塔和檔距中央各種可能放電途徑的絕緣選擇和它們之間的相互配合問題。其通常包括對桿塔進行合理的絕緣配合設(shè)計、檔距中央導(dǎo)線及避雷線間的絕緣配合設(shè)計、做好檔距中央導(dǎo)線對地和各種被跨越物的絕緣配合設(shè)計、做好檔距中央不同導(dǎo)線之間的絕緣配合設(shè)計。（2）對絕緣串片的數(shù)量進行合理選擇。為了保證絕緣子可以滿足其輸電的具體要求，要求其具有一定的強度，其電氣絕緣強度也應(yīng)該滿足實際的使用要求，對絕緣片子數(shù)量的選擇，應(yīng)該讓其滿足操作過電壓的要求。通過長期的研究發(fā)現(xiàn)，耐張絕緣子串的電氣強度要比懸垂絕緣子串的要高一些，因此在實際使用過程中，同一電壓等級的耐張絕緣子串應(yīng)該比懸垂絕緣子多1到2片。

5.2應(yīng)用線路避雷器

在高壓架空線路上安裝避雷器來進行防護雷電過電壓是廣為采用的一種方法，在線路上安裝避雷器，保護電氣設(shè)備免受瞬態(tài)過電壓危害并限制續(xù)流時間，在保護設(shè)備的同時降低線路因雷擊引起跳閘的幾率。它的防雷機理是當(dāng)過電壓超過避雷器的放電電壓時，避雷器在納秒級內(nèi)導(dǎo)通釋放過電壓能量，同時維持較低的殘壓以防止線路短路跳閘；雷電流通過后，避雷器快速熄弧，切斷工頻續(xù)流。但是避雷器在提高線路耐雷水平、降低雷擊跳閘率的同時存在以下的局限性：（1）避雷器動作電壓、殘壓等參數(shù)在生產(chǎn)時已固定，不能進行調(diào)節(jié)，因此不能根據(jù)設(shè)備絕緣水平的差異實現(xiàn)差異性的保護和精細保護；（2）同時避雷器通流容量的局限，當(dāng)避雷器通過的雷電流較大，超出了避雷器的瞬態(tài)散熱能力，造成避雷器溫度急劇上升，造成避雷器爆炸；（3）長期在電網(wǎng)額定電壓下運行，避雷器閥片易發(fā)生電腐蝕導(dǎo)至電老化、損壞，當(dāng)避雷器線路接地故障。（4）避雷器在運行時需要定期對避雷器進行試驗或輪換，運行維護的工作量大，而且運行成本較高。

5.3降低桿塔接地電阻

要做好高壓架空線路的防雷工作，在施工時應(yīng)對所有的線路桿塔都設(shè)置接地裝置，并使之與地線緊密連接。使高壓架空線路遭受雷擊時，所產(chǎn)生的電流可經(jīng)由接地電阻通入大地，使桿塔的接地電阻減小，從而使高壓架空線路的防雷能力得以增強，同時也避免了線路跳閘。此種方法為高壓架空線路目前階段防雷方法中最經(jīng)濟的一種。針對500kV的架空線路，當(dāng)將沖擊接地電阻降低5Ω，其對雷電的耐受力可提高18%左右，同時可降低43%左右的跳閘幾率。除此之外，降低桿塔接地電阻的方法還有很多，如采用分段成片改造同一條線路，可降低相鄰桿塔的接地電阻；或連接相鄰路線的鄰近桿塔，并將桿塔連入周圍的低土壤電阻率的土地。

6結(jié)束語

總之，高壓架空線路作為電力系統(tǒng)中不可缺少的一部分，常常由于環(huán)境等諸多因素的影響，引發(fā)許多高壓架空線路故障，從而影響電力系統(tǒng)的正常運行，為此，在架空線路的正常施工中，施工人員與技術(shù)人員應(yīng)就常見故障做好預(yù)防措施，針對已出現(xiàn)的故障能進行及時的檢修處理，只有如此才能有效的確保高壓架空線路的正常使用。

參考文獻：

[1]宋曉菲.35kV架空輸電線路雷擊模型及防雷應(yīng)用研究[D].西安工程大學(xué)，2017.

[2]唐小亮.清遠地區(qū)10kV架空配電線路防雷策略研究與分析[D].吉林大學(xué)，2017.

[3]陳勇.山區(qū)10kV架空配電線路防雷措施的研究與改進[D].華北電力大學(xué)，2016.

[4]陳茂榮，盧澤軍，方孖計，吳彪，曾強，趙淳.廣東東莞10kV架空線路防雷治理技術(shù)研究[J].電瓷避雷器，2013，03：86-91.

（作者單位：國網(wǎng)太原供電公司）