试论高压输电线路运行故障预防

时间：2024-05-19

翁成

(国网湖南省电力公司岳阳供电分公司,湖南岳阳 414000)

试论高压输电线路运行故障预防

翁成

(国网湖南省电力公司岳阳供电分公司,湖南岳阳 414000)

本文就高压输电线路运行中的故障原因、类型进行了论述和分析,并就如何诊断和预防高压输电线路故障进行了探讨,提出了建设性的建议,以供电力系统的同仁们参考。

高压输电线路运行故障故障预防

1 引言

高压输电线路是电力系统的重要组成部分，它的稳定运行，直接影响着人们的生产和生活用电，而且高压输电线路分布极广，面临的环境非常恶劣，为此，造成高压输电线路运行故障的原因很多，有自然外因素力和人为外力因素，这些因素导致的故障，继电保护技术是很难检测和控制的，为此做好高压输电线路故障预防研究，具有重要的意义。

2 故障原因统计分析

随着我国电子高新技术的不断发展，推动了在电力系统中电子高新技术的广泛应用，相应提高了继电器保护技术水平，对于满足高压输电线路正常运行都有重要意义，然而，由于人为或自然外力、以及供电设备本身缘故造成高压输电线路故障，对于采用继电保护技术是无法控制和监测的，为此需要做好这类故障原因分析，探寻有效预防措施，预防此类故障的发生。针对湖南某供电局高压输电线路故障进行近五年内的统计分析如表1所示。

通过表1表明:可以导致高压输电线路发生故障的主要因素分为三大部分:人为外力因素、自然外力因素、设备问题因素。当中的自然外力因素导致的故障占整个高压输电线路故障的百分之七十，其中雷击线路故障高达百分之三十点，达到最高。另外两大部分是人为外力因素和设备问题因素，而人为外力因素导致线路故障高达百分之二十。遭受人为外力破坏故障类型是多种多样的，例如施工设备在高压输电架空线路下面进行不当的施工操作，会造成线路碰线，也时常发生断线，还时常受到空中各类物体触碰、缠绕(比如气球、飞翔的小动物、风筝等)，造成高压输电线路意外接地类故障以及短路类故障。还会由于供电环境天气恶劣，时常发生避雷器被击穿现象、以及变压器过电压现象等等，由于这些各种电器元件被损害而发生高压输电线路故障。

3 高压输电线路故障类型研究

在高压输电线路正常运行过程中，经常发生的故障，其类型主要是单项接地、短路、断路等三类故障。

3.1 高压输电线路单相接地故障

在高压输电线路运行过程中，由于时常受到天气影响，使高压输电线路处于潮湿或者雨水环境中，处于这样的环境，极易发生高压输电线路单相接地故障，故此这类故障较为常见。在高压输电系统中，如果出现单相接地故障问题，那么其故障相电压瞬间变零，这时会导致其他正常运行的电压急剧增大而达到线电压值，因而造成电压发生很大的跨度，导致高压输电线路发生过压问题，这时就会容易烧毁供电设备。倘若对这类问题处理不及时，高压状态下的线路会由于温度升高，而破坏线路的绝缘性能，就会发生严重输电线路短路问题。

表1 高压输电线路故障原因统计表

3.2 高压输电线路短路故障

在高压输电系统运行中，倘若遭到自然外力或者人为外力因素作用，就会造成供电设备的外部导体对导线发生了跨接。导致线路绝缘被瞬间击穿，就会发生高压输电线路短路问题。

3.3 高压输电线路断路故障

由于发生供电线路断裂，导致供电回路发生故障，这类故障就是高压输电线路断路故障。在这类故障发生的断路点极易出现很大的电弧，导致线路温度急剧攀升，极易引发火灾事故，甚至发生爆炸。

3.4 雷击因素成因分析

为确保电能的正常传输，一般情况下，都需要将高压输电线路布置到较高的位置，这样才能够有效避免建筑物、动植物等对输电线路造成的不良影响。但是，如果气候条件较为恶劣，例如雷雨天气，就会导致高压输电线路承受的压力骤增，造成高压输电线路处于超负荷运行的状况，输电线路在强电流的冲击作用下，会产生电力安全隐患或受到严重损害，最终影响输电线路的安全运行。

4 高压输电线路故障诊断

4.1 接地故障诊断及检测

在高压输电系统运行中，一旦发生接地故障，倘若不及时采取措施进行处理，就会导致出现过电压问题，也会引发一系列供电设备毁坏问题等。接地故障发生后，其持续的时间相对较长，而且其成功地重合闸几率很低的，对于这类故障的处理，通常是先跟电力调度部门沟通、了解线路发生故障跳闸时，其相位和保护动作情况，以及了解故障录波器、微机测距信息，然后深入故障线路区域，根据实际线路运行情况，准确判定接地故障的原因，并且做好故障线路两端变电所值班记录信息、变电所供电设备运行状态检查等，从而及时找准该故障点并给予准确排除。

4.2 通过保护测距判断故障杆号区段

对于高压输电线路保护来说，都是在工频状态中，对其正序、负序、零序阻抗实施整定的，这种状态中的整定，将直接影响着保护动作故障测距能否可靠准确。在判定正、负、零序阻抗指标时，需要咨询调度部门提供的信息数据，大概可以判定线路杆号区段位置时，再确定动作测距值，并且根据线路图中所标定的杆号准确位置，找准故障点。

4.3 依据设备缺陷台账判断故障杆号区段

当故障发生之后，通常需要查询设备缺陷台账，了解线路故障发生前是否存在其他的缺陷等遗留问题，同时了解线路中是否有交跨等大问题，因而找准线路的故障点给预排除。

4.4 依据设备特殊区域判断故障杆号区段

高压输电线路的分布较广泛，所处的地理环境也各自不同，通常在恶劣的天气中，高压线路常会发生掉闸故障，处于雷雨天气线路出现故障时，需要检查易受雷击的杆塔等；处于风大无雨的天气线路出现故障时，需要检查线路两侧高大树木、高耸的建筑、以及特殊的杆塔等；如果是出于大雾天气出现线路故障，需要重点检查在多雾地段以及重污染区域的杆塔设施。如果是天气较好，出现线路故障，需要重点检查各个道路的交跨点，容易遭受外力破坏的地段以及工程施工地点等。

5 高压输电线路的故障防治

5.1 导线弛度超出额定值导致导线弧光短路

在高压输电线路中，使用的导线质量必须得到保证，不能出现松股、破损、断裂、硬弯、交叉等一系列问题；对于铝导线需要保证没有腐蚀现象；对于导线截面损坏7%-25%时，这样的导线还可修正使用，在导线破损处，用规格相同的导线缠绕，缠绕的长度要保证超出破损两端。需要用滑车对导线进行架设和放紧，垂弧度的误差要保证不超过设计误差的百分之十五；对于裸铝导线，要保证固定在绝缘子上，同时加上绕铝带，保证其长度超过绑扎部位三公分之外。要做好导线驰度调整，保证其符合标准允许范围内。

5.2 导线断股、损伤及闪络烧伤故障的预防

对于有松弛的、风吹摆动较大的导线，需要调整，或者采取调紧，或者加设杆塔，缩短杆塔间的距离来稳定导线。为了避免导线发生振动，需要在线夹近处加装护线条，也可加装防震锤等一系列保护措施。护线条的制作要规范，要与导线材料相同，用两端较细、中间较粗铝棍。并用护线条在线夹处对导线进行缠裹，提高导线的强度，同时可以防治导线在发生振动时在线夹处出现强烈的曲折情况。由两个杯状的生铁组成防震锤，并且分别加固在一根钢绞线两头，在钢绞线中间位置用夹子加固于导线中。防震锤可以利用自身的重量以及它的弹性来阻止导线过大振动。从而可以防治导线振动产生曲折，发生导线断股、导线损伤、导线闪络而烧伤故障。

5.3 导线发热

在实施线路敷设中，需要做好导线规格、材质种类、截面积等的选择，并且留出一定的余量，以备后续扩大生产增容时使用。加强线路检查，检查线路中是否存在接地现象和不合理增减设备情况。加大对线路测量以及设备对地电阻的测量，一旦发现接地问题要及时处理排除。对线路的主干、分支要加装保险装置、漏电保护装置、以及自动开关等保护装置，一旦发生事故，可以及时切断电源，以便阻止事故影响面扩大，防止火灾事故多发。

5.4 雷击防治技术

要想有效防止雷击对输电线路造成的影响，首先需要借助雷电定位系统，对管辖范围内的雷电的分布及强度进行汇总分析，这样有助于输电线路维护人员熟练掌握雷电与输电线路、雷击与区域之间的影响关系。其次，维护人员需要结合自身的工作经验，将管辖范围内的雷电分布图详细地绘制出来，再结合雷电分布图，针对各区域的特征来采取相应防治技术。目前，最常用的防雷技术主要有安装避雷线或线路避雷器、降低杆塔接地电阻、加装耦合地线或杆塔拉线、采用侧向避雷针或采用多针系统等。