简述电网输电线路故障原因分析与分布

简述电网输电线路故障原因分析与分布

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（1.国网河北省电力有限公司涉县供电分公司河北邯郸056400；

2.国网河北省电力有限公司邯郸供电分公司河北邯郸056000）

摘要：在改革开放的新时期，我国的经济在快速的发展，城乡各地都在着手修建规模较大的电网，而与之相应的输电线路也在迅速实现延伸。然而实质上，电网内部含有交错性的复杂线路，对此如果不慎予以维护那么将会表现为多样化的输电事故。在情况严重时，某些线路事故还可能伤害到最根本的人身安全。针对不同类型的输电线路来讲，与之密切相关的故障成因以及故障分布形态也体现为差异性，对此有必要致力于深入探究。因此可见，探求电网线路涉及到的各类故障根源，此项举措在客观上有助于优化当前现有的检修模式，确保结合整体上的线路分布状态来执行特定的线路故障排查操作。

关键词：电网输电线路；故障原因分析；分布状态

引言

电网企业输电线路运维检修的最大风险表现为线路故障，线路故障的发生可能由线路缺陷、人员操作、自然环境等内外部多种因素造成，同时各种诱发因素之间也存在相互影响，可能间接导致线路故障。目前，国家电网公司已建立国内领先、国际一流的信息集成平台。随着三地集中式数据中心的陆续投运，一级部署业务应用范围的持续拓展，电网业务数据从总量和种类上都已初具规模，电网大数据的“量类时”特性，已在海量、实时的电网业务数据中凸显出来。但数据收集无法停止，结果无法使用仍是国网公司面临的主要问题。目前，大多数事物型数据库仅实现了数据录入、查询和统计等较低层次的功能，数据分析仍停留在对结构化数据进行指标的统计分析阶段，通过分析结果无法发现累计数据中存在的有用信息，更无法进一步通过数据分析发现更高的价值。目前，亟需加强对多样化的统计分析和数据挖掘手段的研究工作，增强关联度和预测性分析，发现数据潜藏价值，推动数字化向智能化转变，提高数据服务公司战略决策、业务应用和管理模式创新的能力。本文从电网输电线路故障数据特点和管理需求出发，以输电线路故障数据为核心，通过大数据挖掘的方式建立多维度、多业务间的量化关系，全面了解电网设备故障类型，明确重点管理环节，深入分析典型故障，针对高、中、低危故障类型，形成分层管理体系，辅助指标管理策略并完善指标日常管理方法，并对研究中发现的问题提出改进建议。

1电网输电线路故障分布特点

依据电压等级进行分布的特点。该文就我国某地区2012年1月1日到2014年12月31日3年间电网输电线路故障根据电压等级进行分类，相关数据显示，由于雷击而引起的故障当中60%发生在10kV的线路上，32%发生在220kV的线路上。由于异物而产生的电网线路故障当中，43%发生在10kV的线路上，46%发生在220kV的线路上。由于大风而导致的电网线路故障当中，63%发生在10kV的线路上，26%发生在220kV的线路上。由此可见，电网输电线路的基本故障一般都发生在220kV与10kV电压线路上。依据帕累托曲线计算结果分布的特点。将电网输配电线路故障的原因根据帕累托曲线计算结果来进行归纳，能够明显地看出不同类型的故障的不同分布特点，故障发生的比例和线路的长度以及线路的数量之间的比例关系。通过帕累托曲线计算可知，雷电引起的线路故障当中占比50%分布在从线路长度的9.75%，线路数量的1.39%。雷电引起的线路故障当中占比80%分布在总线路长度的12.68%，总线路数量的3.86%。100%的雷电故障分布在总线路长度的22.06%，从线路数量的5.5%。由此可见，雷电引发的输电线路故障大多分布在输电线路长度较长而且相对集中的区域。同理可知，由异物而引发的线路故障当中一半分布线路总长度的0.98%，线路故障中的80%分布在1.72%的长度线路。所有由异物引发的线路故障分布在4.1%的长度线路。所有由大风引起的线路故障都分布在12.21%的长度线路上。故障发生时间的分布特点。依据将该地区近3年的输电线路故障发生的时间进行归类，得知不同原因引起的线路故障的季节性特点。5～8月份是雷电频发的季节，在这几个月内发生的雷电故障是全年雷电故障数量的90%。9月份到第二年的4月份，雷电发生的几率相对较低。所有由异物和大风造成的线路故障都发生在每一年的3～11月份，春夏秋冬3个季节是我国大风频发的季节，而且有异物引发的输电线路故障也集中分布在这一个时间段内。相比较而言，冬季发生此类的故障相对较少。所以，大风，雷电，以及异物引起的线路故障防控重点工作应该集中在每一年的3～11月，5～8月以及3～11月。

2电网输电线路故障的原因分析

2.1电网线路受到大风影响

在目前状况下，超出70%的电网线路都有可能遭受来源于大风的不良影响，因而表现为线路折断或者中断供电等多样化的现象。这主要是因为，大风气候将会导致某些线路表现为风偏放电的状态，进而破坏了电网现有的杆塔或者导线，以至于绝缘子突然放电或者出现跳线等。在这其中，典型故障应当包含大雨或者雷电引发的上述故障。受到风偏故障的强烈影响，某些电网线路将会突然出现燃烧，以至于烧毁了放电点位。此外，大风影响还将会增大重合闸的难度，甚至突然引发整个电网的停运。遇到特殊状况时，垂直于输电线路的风力如果过于强烈，那么杆塔与绝缘子将会缩短彼此距离。在此种状态下，如果电网电压超出了绝缘子对此能够承受的最大电压限度，那么将会击穿电网中的某些间隙。

2.2由雷电引起的线路故障

由雷电引起的输电线路跳闸因素来自于两方面：绕击与反击。绕击的意思就是雷电绕开避雷线，击中输电导线造成跳闸。输电导线的绕击造成的跳闸，具有电量小、电阻小、受地形限制、边相易绕击等特点；雷电造成绕击的概率和避雷线的安全角度、与地面的倾斜角度、杆塔的高度存在直接联系。一旦避雷线的安全角度缩小，接地线对输电导线的保护性能越高，绕击面积就越小。与地面倾斜形成的角度增大，输电导线裸更长，就增加了绕击引起的跳闸概率。杆塔导线与地面之间的距离越小，地面的屏蔽功能越强，那么绕击引起线路跳闸的概率就越小。一旦避雷线和杆塔遭遇雷电，若是接地电阻发生变化或者雷电的电流过大，就会导致线路性能降低，输电导线出现闪络现象，引起反击导线问题。一旦导线因为雷电流量超标而造成接地电阻变化的情况，那么雷电反击产生的概率就会大大提升。

2.3电网线路受到人为操作影响

自然要素并不会受到人为掌控，进而减损了电网原有的某些运行性能。除此以外，如果不当进行人为操作那么通常也可能影响到特定的输电线路。因此，人为要素带来的输电故障体现为突发性以及可控性的基本特征。例如近些年以来，很多地区频繁表现为违规性的施工操作，施工人员并没能遵照特定的流程并且佩戴相应安全设施，因而将会伤害到自身安全并且引发输电故障。在多样化的人为故障中，典型为翻斗车、挖掘机以及其他设施引发的线路损伤。

结语

本文以线路故障数据为基础，对典型故障类型进行了历史故障高发地域分析。发现发生过雷害故障的线路，再次发生雷害故障的可能性更高，且单线路雷害故障发生次数更高。通过对历史各年度单线路发生雷害故障发生次数的统计，可预测以后年度各线路雷电故障发生的概率，从而筛选出雷害故障的高发线路，为制定线路技改大修投资计划、确定日常运维检修重点提供数据支撑。

参考文献：

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