架空輸電線路外力破壞的故障問題以及處理方法研究

牛振東，柏亭瀟，李婷婷，嚴占林

（國網(wǎng)甘肅省電力公司甘南供電公司，甘肅甘南 747000）

0 引言

針對架空輸電線路，外力破壞作為常見性問題，也是安全運行的重點、難點。處于新時代背景下，人們生產(chǎn)生活與電力資源已無法分離，保障輸電線路安全，也是促進電力事業(yè)發(fā)展的重要保障?，F(xiàn)階段，經(jīng)濟社會正在快速發(fā)展，我國城市建設步伐也在不斷加快，針對輸電線路的防護，因倒桿短路、違章栽樹施工等外力因素影響，使得外力破壞事件逐漸增加，給電力企業(yè)造成巨大經(jīng)濟損失。筆者根據(jù)自身多年的電力運維經(jīng)驗，主要分析架空輸電線路外力破壞的故障問題，探討相關(guān)處理方法。

1 架空輸電線路外力破壞的故障類型分析

1.1 異物短路

在架空線路上，有時會碰上導電性物體，或有漂浮性導電物體剮蹭，極易引起相間短路，或相地短路。在晴好天氣時，如果人們放風箏，或向天空拋東西，或氣球放入空中，也易刮到輸電線路，進而引起異物短路問題。

1.2 吊車碰線

針對輸電線路，如果附近正好有吊車，在吊起重物過程中，因吊臂與線路之間的距離較近，線路和地面極易出現(xiàn)短接問題，進而引起大面積停電。如果事態(tài)較為嚴重，還會引起人員傷亡。

1.3 違章施工

因為輸電桿塔隨處可見，而市民用土喜歡在桿下取土，極易引起輸電桿倒塔問題，或引起桿塔不穩(wěn)定。特別是一些建筑施工，因施工不夠規(guī)范，加上輸電線路和地面距離較短，線路極易產(chǎn)生跳閘問題。同時，因違章施工的多樣化特點，使得線路跳閘問題逐年頻發(fā)。

1.4 易燃物短路問題

如果輸電線路的下方堆放易燃物品，在燃燒過程中，煙霧會漂浮在天空之中，因輸電線路的導線下方，空氣絕緣強度較低，使得相間絕緣，或相地絕緣被擊穿，進而出現(xiàn)閃絡問題。此外，若有錫紙彩帶，極易產(chǎn)生相間短路，或者相地短路問題。

1.5 山火

如果因自然因素，或人為因素，引起山林起火，或?qū)е轮車諝猱a(chǎn)生電離，而空氣之間就會產(chǎn)生帶電介質(zhì)，會導致空氣絕緣強度有所下降。若處于輸電線路的跨越區(qū)域，就會產(chǎn)生短路，或閃絡問題，進而導致線路跳閘。

1.6 盜竊問題

針對架空輸電線路，因大多數(shù)設備并未有包裝，長期暴露在外，且并未有專人看護，鋼腳螺帽、接地極和變壓器銅芯經(jīng)常被盜，有的還出現(xiàn)變壓被盜問題，引起大面積停電，對人們生產(chǎn)、生活造成嚴重性影響。

2 架空輸電線路外力破壞的形式與原因

2.1 違章植樹、違章建筑

在經(jīng)濟建設過程中，個人或部分單位未遵照電力法律法規(guī)，沒有經(jīng)過授權(quán)，就在輸電線路的保護區(qū)域內(nèi)開展房屋建設，這種問題屢見不鮮，使得輸電線路保護和非法建筑之間的矛盾日益突出，輸電線路的下方障礙很難得到清除。同時，因輸電線路破壞存在較大的隨意性，使得線路運維難度不斷加大，不僅損害了電力經(jīng)濟損失，更破壞了線路運行的穩(wěn)定性，進而導致社會秩序遭到破壞，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人們生產(chǎn)生活方面，也會引起嚴重影響。

例如，對于新建工程或改擴建工程，因早期協(xié)調(diào)不到位，與當?shù)貐^(qū)域居民的矛盾沒有得到及時解決，使得線路下方樹木、建筑物，在輸電線路的投運之前，并未得到及時處理，而新的違章植樹、建筑又層出不窮，由于新老問題交織，導致輸電線路的問題處理，處于一種被動狀態(tài)。在開展樹木修剪過程中，經(jīng)常也遭到惡意阻工，強行索賠、謾罵等行為頻發(fā)，使得正常維護工作受阻，降低了線路運行安全性。

2.2 線路保護區(qū)的公共活動較多

在架空輸電線路附近，經(jīng)常有居民跳廣場舞、放風箏，或企業(yè)舉辦慶典活動，使得許多慶祝物品，與空中輸電線路纏繞，進而產(chǎn)生單相接地，或出現(xiàn)相間短路問題。同時，因商業(yè)活動數(shù)量較多，為烘托氣氛，商家通常會通過彩條、氫氣球裝飾，待商業(yè)活動完成后，這些裝飾品又無人拆除，而氣球、彩條飄向空中，因氣壓增大，在破壞后掉落到輸電線路上，極易引起線路短路問題。

3 架空輸電線路防外力破壞技術(shù)分析

3.1 紅外探測

在防外力破壞保護中，通過紅外探測設備，探測人體發(fā)射紅外設。并按照紅外探頭開展探測。在探頭裝置具有感應源功能，當碰到外界紅外輻射，便可起著良好的收集效果。若紅外輻射出現(xiàn)溫度變化，在探頭感應源上，就會釋放電荷，再通過紅外控測裝置，傳輸所監(jiān)測信號。同時，紅外探測設備具備聲控探測系統(tǒng)，在收集到信號后，利用防護聲控探頭，可收集聲音信號。使用這種探測技術(shù)，極易受到外界環(huán)境和因素的約束，進而導致誤報問題，有的還會出現(xiàn)短路失靈問題，這種技術(shù)逐漸被取代。

3.2 微波感應探測

這種技術(shù)主要運用于防盜破壞，按照微波感應的在線監(jiān)測技術(shù)，處于輸電線路的10m 范圍內(nèi)，通過微波感應技術(shù)，探測移動物體，并收集信號后，可對現(xiàn)場效果進行監(jiān)控。若遇到偷盜行為，或?qū)﹄娏υO施進行破壞，微波感應裝置就會發(fā)出噪聲。但是，加速度傳感器在收集偷盜信號時，會出現(xiàn)信號敲打、割據(jù)問題，如果想要監(jiān)控桿塔偷盜行為，必須通過相關(guān)技術(shù)進行雜音消除。

3.3 雷達探測

在防外力破壞保護中，使用雷達探測器，探測范圍極廣，且具備較高的靈敏度，屬于一種先進的監(jiān)測系統(tǒng)，是立足多普勒理論，而研發(fā)出的新型預警系統(tǒng)。使用該系統(tǒng)，是利用雷達波，有效監(jiān)測輸電線路的外力破壞。在傳輸雷達波過程中，高壓線磁聲強度、傳輸時間，可通過傳感器探測。同時，利用雷達探測器，可確定輸電線路、物體之間的有效距離，如果超出警戒值，就會發(fā)出現(xiàn)場報警。如果輸電線路遭受物體破壞，通過調(diào)度監(jiān)控中心，可實現(xiàn)后臺實時處置。

4 架空輸電線路的外力破壞措施

4.1 加強線路通道的危險點監(jiān)控

針對架空輸電線路，要想消除安全隱患，需派專人進行值守，避免隱患進一步擴展。同時，向違章個人、單位發(fā)放違章隱患通知書，開展法律法規(guī)宣傳，并與其簽訂線路安全協(xié)議。在建筑施工現(xiàn)場，應設置警示牌，對于施工的安全距離、電力破壞危害、施工注意事項都應標注清晰。針對施工便道，需與施工單位進行配合，設置車輛限高牌，尤其要加大施工單位安全管理人員、機械操作人員、現(xiàn)場監(jiān)理人員的安全授課，通過典型案例，促使施工單位提升電力安全防護知識，了解輸電線路遭受到破壞的危害。

4.2 通過雷達觸警，實現(xiàn)聯(lián)動警示

在架空輸電線路的保護中，運用雷達預警裝置，在正對地面設置雷達裝置，確保監(jiān)控區(qū)域形成一種扇形保護區(qū)。在兩級塔之間，所有范圍能夠全部覆蓋。根據(jù)現(xiàn)場狀況，若監(jiān)測區(qū)域只在兩級塔的垂直范圍，就算發(fā)現(xiàn)異常問題，就會出現(xiàn)事后處理問題，即使雷達觸發(fā)報警，也錯過了最佳的保護時間。為此，針對這種狀況，必須實現(xiàn)預防目的。在物體未達到垂直范圍，即出現(xiàn)警燈警示。在前端設計中，可運用三塊雷達，形成前、中、后的三個監(jiān)測范圍，做到監(jiān)測無死角。如果物體移動到雷達監(jiān)測位置，監(jiān)測設備即可獲取斜面測量距離，利用垂直、斜面的夾角，快速計算物體垂直高度，利用預警模型，判定可能發(fā)生的風險。若超出安全距離，模塊也會將信號發(fā)送到集中控制單元，并發(fā)出燈光、聲音等警示，以達到預防目的。

4.3 制定科學管理方案

對于架空輸電線路管理，是線路運營維護的關(guān)鍵，需保證管理方案科學性。所以，在日常檢查中，檢查人員需保持認真、細心的工作態(tài)度，保證輸電線路安全。此外，需通過定期維護，結(jié)合設備運行、周期以及負荷，制定合理的維護計劃，保證輸電線路的高質(zhì)量運行。同時，按照維護工作實際，保存好維護記錄，以便于后續(xù)維護交底。在輸電維護管理中，其技術(shù)人員工作態(tài)度以及專業(yè)技能高低，也影響著線路管理質(zhì)量。因此，需根據(jù)線路維護需求，提升技術(shù)人員的教育培訓力度，確保技術(shù)人員掌握專業(yè)知識，提升責任教育力度和工作責任感，有效提高輸電線路的維護質(zhì)量。

4.4 科學解決安全隱患問題

因外界環(huán)境和人為因素影響，線路破壞行為和現(xiàn)象頻發(fā)。因此，需提升線路巡查力度。如果設備村問題、隱患，需及時進行上報，以及時消除安全隱患，有效提高設備的消缺率。此外，在日常維護管理中，需動態(tài)掌控設備運行情況，做到線路有問題，及時消除安全隱患，促進各項檢測技術(shù)的有效落實。如采取多種措施，加強防護區(qū)的樹木綜合整治。①加大和各單位、村社區(qū)的聯(lián)系溝通，積極簽訂線路防護區(qū)的樹木安全樹木。針對防護區(qū)樹木，需積極聯(lián)系戶主，通過法律法規(guī)、用電知識宣傳，使其了解防護區(qū)栽樹的危害。同時，根據(jù)輕重緩急原則，對于線路出現(xiàn)緊急缺陷的，需立即砍伐。而對于線下苗木尚未形成安全危害的，應動員戶主移栽。針對綠化樹木，需加強和綠化單位溝通，在綠化過程中，應盡可能預留線路通道。②有效消除線路鳥害。近年來，隨著環(huán)境好轉(zhuǎn)，鳥類的繁衍增多，因輸電線路的桿塔較高，視野較為開闊，成為鳥類棲息的重要區(qū)域。特別是桿塔鳥窩增多，因鳥害引起線路短路問題也層出不窮。為此，需加強線路巡視，針對桿塔鳥窩問題，需做好統(tǒng)計、上報，并做到分類整理，對鳥窩危害、位置進行區(qū)分，做到停電拆除，杜絕桿塔部位存在鳥害威脅。③解決非法偷盜行為。針對非法偷盜行為，必須加強與公安配合，提升破壞電力設施的整治力度，做到打防并舉。同時，要提高預防力度，針對線路桿塔破壞、被盜問題，需提升預防能力，通過水泥包制拉棒，并普及防盜螺栓的運用，讓不法分子無從下手。此外，運用新技術(shù)手段，對于不法分子活躍區(qū)域，采取線路24 小時監(jiān)控方式，對桿塔偷盜行為進行實時監(jiān)控，進而保證電網(wǎng)的安全運行。

4.5 排障技術(shù)運用

（1）風雨類故障排查。在高壓輸電線路中，風雨類故障最為常見，如果發(fā)生風雨類故障，容易出現(xiàn)短線和碰線問題。因此，必須加強風雨類故障排查。通過加強日常巡視，仔細檢查每一根桿塔，如果發(fā)現(xiàn)地基松動、桿塔傾斜問題，必須立即給予處理。同時，要找準天氣氣候狀況，明確氣候規(guī)律，通過日常巡檢，以便于找到實際預防措施。尤其是風雨季節(jié)，必須確保電桿未發(fā)生損傷和斷股問題，進而提升線路的風雨抗性。

（2）雷擊類故障排查。雷電作為最為常見的自然故障之一，危害最大，因雷擊存在不可抗性，不能徹底防止雷電損傷線路。所以，必須加強線路管理，強化線路巡視，優(yōu)化防雷設施，有效提升線路的防雷能力。在實際操作中，可在線路中架設避雷線，避免導線被雷擊，實現(xiàn)雷電分流。同時，可采取導線耦合方式，防止雷擊破壞桿塔的絕緣性能。在線路中進行耦合地線架設，提升避雷線、導線的有效耦合，有效控制絕緣子串電壓，促進雷電分流。此外，還可通過消弧線圈接地，對單相接地故障進行消除，防止發(fā)生相間短路和跳閘問題，在減少兩相、三相著雷狀態(tài)下，確保第一相導向的電壓穩(wěn)定，進而保證輸電線路的安全。

5 結(jié)語

總而言之，近年來，隨著經(jīng)濟社會發(fā)展，電力建設規(guī)模正在不斷擴大。架空輸電線路作為電網(wǎng)運行的基礎(chǔ)性設施之一，必須得到有效保護，方可保證線路運行安全，為人們生產(chǎn)生活提供安全便利。但面對外力破壞問題的層出不窮，在加大法律法規(guī)宣傳的同時，電力部門還需進一步提高防外力破壞的保護措施研究，在違章建筑、植樹、偷盜行為等方面提高預防力度，同時運用新科技手段，做到打防并舉，以有效保障架空輸電線路的安全運行。