架空线路的常见问题研究

何浩

摘 要：文章介绍了架空输电线路与自然气象条件相关的一些常见问题，对架空输电线路在夏季防雷和冬季除冰的问题做了重点研究，提出了自己一些实践中总结的措施。

关键词：架空线路；常见问题；防雷；破冰

中图分类号：TM755 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）18-0101-01

1 气象条件对于输电线路的影响

相较于电力电缆，由于架空线路易于制造和敷设、成本较低，故广泛应用于远距离输电中。这使得架空线路具备线路长、区域广、跨越地形复杂的特点。由于架空线路的这些特点，使得它较于其他设备更容易受到气象条件的影响。

尽管架空线路始终是暴露在空气中的，但在不同状态下气象条件对其的影响是不同的。下面分类进行分析。

1.1 正常运行的线路

目前架设的架空线路通常都带有避雷线，在刚架设时很少受到气象条件的影响。但在长期运行中，空气中的灰尘和水分会脏污绝缘子，使得高压线路可能发生电晕放电现象。这将使得电能损耗增大，降低电能质量，从而妨碍电网经济运行，干扰无线电通讯。而且空气中的杂质和水分还会腐蚀导线表面，老化绝缘，使线路设备的使用寿命减少。

1.2 故障线路

当线路出现永久性接地、断线或相间短路等状况时，架空线路易于受到强烈气象条件的影响。虽然气象条件发生剧烈变化的概率较少，但一旦发生将造成重大损失和伤亡。

1.3 障碍线路

线路发生障碍是指线路的瞬间短路现象，很多时候是受到微小天气变化的影响。如风吹导线，使导线摇摆而缩短了相间距离，产生相间闪络现象，空气潮湿引起绝缘子沿面放电。虽然小障碍对于整体供电可靠性的影响不大，但可能会使得继电保护和自动装置发生误动作，对线路的稳定运行不利。

1.4 检修的线路

由于线路检修是露天作业，因此恶劣的气象条件将对线路检修工作带来多种不变。比如在暴风雨天气，检修工作是不能进行的。而恶劣天气又常导致用电负荷激增，使得输电线路在恶劣条件下承担更多的工作负荷。在检修时，不仅要考虑负荷问题，还要考虑到气象条件的制约，巧做安排。

从整体上看，在平时的运行中，较为温和的气象条件对于输电参数也有一定的影响。比如气温主要影响线路阻抗和导线的载流量；气压对线路电晕的临界电压有直接影响；风会引起导线的摆动，改变各电力设备间以及与其他介质间的相对距离，从而影响绝缘；降水过多对地理环境造成影响，使得电杆基础不稳，影响到输电线路的工作。

就重庆来说，其所辖区域多为西南部山区，输电线路的运行主要受到夏日雷击的影响。而近几年来，冬日气温较低所带来冰雪覆盖线路问题，对于寒冬时期的正常送电也带来了一定的困扰。本文将结合实践中的经验对夏冬时节的架空线路问题做逐一探讨。

2 架空线路防雷问题

高压架空线路故障主要有两点：机械损坏引起的故障和电气损坏的故障。而雷击对这两方面都有损坏，引起过电压损坏杆塔、绝缘子的机械性能，引起的过电流也易于导致跳闸断电现象。在夏日比较常发的是雷弧击断故障。在雷雨天气情况下，直击雷或者附近的感应雷引发相间闪络现象，严重的话会导致相间短路而断线。这种故障与短路故障相近，较难分别出来，也比较难判断是否已经断线。

在输电线路雷击问题中主要解决的就是雷电流和过电压的问题。雷电流是架空线遭雷击时泄入大地的电流。通常可在杆上或者是避雷针上用磁钢棒测出雷电流的幅值。其幅值Im并不是一个固定值，而是与当地的气象条件有关。不过其分布是有一定规律的，我们通过大量实际测量，结合统计等科学手段正确估算出概率。根据我国许多地区雷电流的实测数据表明：雷电流发生的波头时间与雷电流幅值成同样的趋势，和杆塔高度无明显关系。

而过电压当中最难防范的通常就是绕击问题。绕击是一种不按常规的雷击方式。正常情况下雷电对有架空地线的输电线路发生放电作用主要是指雷电对架空地线放电，然而雷电却绕过架空地线对输电导线进行放电，这就是通常说的绕击。

对于输电线路的防雷措施，在实际工作可总结为以下几点。

2.1 架空避雷线

利用架空避雷线的屏蔽作用来保护输电线路是惯常采用的方法。该方法不但具备防雷电直对导线直击，而且还可分流，防止导线过热烧毁。另一方面，该方法成本较高，对于雷电绕击的防范效果较差，一旦使用不当，容易造成雷电反击。

2.2 限制过电压

可以采用氧化锌避雷器，为雷电流提供低阻抗通路。当雷击所造成的电压幅值达到一定程度时，可以有效地截断工频续流，使雷击过电压和配电线路感应出的过电压得到限制。

2.3 减少线路的雷击跳闸率

可通过架设耦合地线的方法。虽然此法不能减少绕击率，但可以在杆塔受到雷击时起到分流和耦合作用，从而降低杆塔绝缘上所承受电压，提高线路耐雷的水平。

2.4 安装预放电避雷针防绕击

分析输电线路的由其长期运行、现场实测和模拟试验等获得的数据发现，雷电绕过避雷线直击导线的概率受到避雷线对边导线的保护角和杆塔高度等的影响。

而预放电避雷针能够比传统的避雷针提前放电，重复而不间断的将动态雷闪产生出的高频脉冲电压送至针尖，从而触发针尖的空气发生电离，提前放电。形成向上先导，然后在空中与雷云所产生的下行先导闪接，最终完成防绕击的目的。

另外，由于架空线路的敷设是露天的，受到风吹雨淋、霜打日晒，尤其是夏季西南地区多酸雨，当雨水进入到导线的内部时，将在导线的表面形成腐蚀孔，致使这些部位应力集中，容易断线。

3 冰雪灾害

南方发生冰雪灾害的概率比较小，在没有发生灾害之前，很难引起供电企业的足够重视，或是对冰雪灾害的防范意识不足，不愿意在这方面投入成本。然而，随着国民经济发展对于供电质量要求的提高，目前供电最首要的是要保证安全可靠连续，而不是为了不麻烦、节约一点小成本，而导致灾害天气对供电造成影响，损害社会经济生产和居民生活质量。

①由于西南地气较为温暖，很少出现冬季连续降雪的冰冻天气，在很多架空线路的搭设之初没有对于冰雪覆盖情况做充分的估计。2010年冬天，重庆进入了多年来最冷的一年，包括主城在内降雪，导致部分地区能源紧张，限电限气。联想到08年的南方冰雪灾害，所带来的几十年不遇低温、雨雪等冰冻灾害所给输电线路带来的毁灭性打击，以今年的工作为体会出发，探讨一下相关思考和所得到的启示。

在冬季用电高峰到来前，应当对所有的架空线路进行一次大检修。特别要关注之前出现过事故的线路。

②入冬之后，应当注重收集低温天气的相关气象预报资料，提前思考出相关预防控制措施，各级各层应按照以前低温情况下所反映出的信息，有针对性地对辖区线路进行特殊的巡视。一旦出现线路上有覆冰现象，应当立即采取措施有效除冰，若需要还应当申请停电除冰。

③在恶劣天气来临之前应当全面地进行排查和消除输电线路的隐患和缺陷，组织和加强对运行和检修人员的相关技能培训，积极及时地了解和普及先进科学的除冰方法和工艺以及购置相关设备。

④做好保杆、保线措施，不仅要重视线路的情况，而且要检查覆冰地段杆塔自身的运行状况， 对杆塔拉线， 特别是耐张杆各侧拉线必须逐根进行检查， 重新调整拉线受力情况， 确保拉线调紧、杆身受力均匀。

⑤对以前所留下来的相关灾害防控资料，尤其是线路检修资料要引起足够的重视，做好借鉴工作。

⑥对于无法快速解决的问题，应当根据本次灾害的情况，做好线路覆冰资料的收集，整理出准确和详尽的覆冰记录资料，在冰冻天气过后的用电淡季时重点对其进行整修。对于不能满足要求的线路、杆塔或是导线排列方式等，要有计划、分批次地进行改造或更换工作。

参考文献：

[1] 张殿生.电力工程高压送电线路设计手册[M].北京：中国电力出版社，2003.

[2] 索春梅.500 kV同杆多回线路雷电反击性能的研究[D].吉林：东北电力 大学，2007.

[3] 国网生[2003]481号，架空输电线路管理规范[S].