架空输电导线的腐蚀与防护

架空输电导线的腐蚀与防护

张捷 国网山西省电力公司太原供电公司 山西省太原市 030000

摘要：随着我国现代化大都市进程的不断加快，人们生活工作用电量也在逐步攀升，电力施工规划越来越受到关注和重视。电力系统运用的架空输电导线电压等级持续增加，人们对架空输电导线工程建设施工专业性与安全性要求持续提高。供电安全对于生产生活都至关重要，为保证供电安全，良好的接地装置设计能够在实践中避免架空输电导线和雷击跳闸等因素的不良影响。针对腐蚀对架空输电导线的影响，概述了对架空输电导线的研究现状，介绍了目前架空输电导线的几种防护措施。

关键词：架空输电；输电导线；腐蚀与防护

引言

输电导线是架空输电线路的重要组成部分，也是输配电系统正常运行的重要支撑。架空输电导线在加工、安装、运行和调试过程中表面状态极易被改变，大气中长期运行的导线在工业废气、酸雨、水汽、粉尘颗粒等物质的作用下将加重导线腐蚀，同时由于强电场作用导线吸附大量污秽物质，长期服役的导线表面粗糙度较新导线有所增加。同时，在输电导线的加工、运输及安装过程中，输电线路导线表面将出现毛刺，受到刮损、磨损等表面损伤，均会导致导线表面状态的改变，从而影响其粗糙度。首先，输电导线的表面粗糙度的增加对导线的气动特性影响很大，在考虑到粗糙度的影响后，固定导线的气动力有所降低。其次，输电导线表面粗糙度的增加导致导线容易产生电晕放电现象，甚至导致导线产生断股这类难以修复的缺陷，影响整条线路的安全运行。

1架空输电导线概述

伴随经济社会持续发展，电能使用量不断增加，对电能传输质量要求提高，架空输电导线在电力系统中的地位决定了工程建设质量需要获得保障。所以，为有效解决架空输电导线工程建设施工问题，需要在施工环节紧抓质量工作，严控各施工工序，合理解决各个问题，如此才可以构建出与社会发展要求相符的架空输电导线。架空输电导线工程建设施工牵涉诸多参与建设的单位，参建方人员素质与技能，还有参建方对工程施工安全质量的关注程度、施工过程控制力度取决于施工安全与质量结果。提升施工工作人员操作水平与管理人员能力，加强前期准备工作，贯彻落实过程管理举措，均将为推动工程建设施工安全与质量管理发挥出关键作用。

2架空输电导线现状

2.1接地装置的布设无法考虑长远性

我国拥有广袤的国土面积，为了实现“电能全覆盖”，需要在很多地形条件极其复杂的野外地区设置高压架空杆塔。但由于此项事业缺乏足够的数据支撑，在世界范围内也无法获取足够的借鉴，很多野外杆塔的接地装置在布设时无法考虑长远性。调查显示，很多野外杆塔的接地装置在长期使用过程中均会受到不同程度的腐蚀，甚至断裂，深度可至地下0.5m左右。受此影响，若遭遇雷击，容易诱发严重的电力安全事故。

2.2导线选择和安装问题

架空输电线路最主要的施工材料便是导线，通过杆塔支撑其连接各地进行电力输送。由于受施工环境、气候的影响，导线正常使用受到了外部光照、温度，以及内部老化、变质等问题制约，影响输送效果，因此，设计人员在对导线进行选择时，需要根据地质条件和机械强度等方面进行选择，提高导线使用率，当前选择较多的为钢芯铝绞导线，其本身具有的良好性能也是大面积普及的重要原因。导线是传输电流的重要媒介，选取导线时，应当选取截面与规范相一致的材料。此外，安装导线时需要注重牵引绳的数量、导线损耗程度以及气候环境等影响，在进行布线时，既要能够保证正常使用，符合规划设计，又要遵从节约实用原则，根据地形确定布线长度，滑车的排列尽可能做到适中适量，避开较大障碍物，安全放在第一位。

2.3防雷设计问题

带电线路施工前需要做好接地保护工作。一般而言，接地的方式多种多样，较为常用的是通过将输电线中强电路引导地下，由此减少雷电对线路的系统性能被损坏。同时，还要加强设备保护措施，当避雷器和电气设备受损或使用年限较长，应当及时进行设备的更换工作，既能够提升工作效率，减少能耗的损失，也能够起到保护安全作用，以免问题扩大。安装屏蔽保护设备，在不影响输送线路的有效连接基础上，尽可能的屏蔽掉外界干扰信息，保证线路的稳定。

3架空输电导线的腐蚀与防护优化

3.1涂覆防腐蚀油脂

架空输电导线最早采用的防腐蚀措施是涂覆防腐蚀油脂（防腐脂），在美国、日本以及欧洲等发达国家，防腐脂产品的研究起步较早。早在1927年美国第一次将凡士林涂覆在导线接头上，之后欧洲一些国家及日本使用沥青混合物、羊毛脂混合物、润滑脂混合物、特制金属皂基润滑脂混合物等做为防腐蚀材料。自20世纪60年代起，伴随工业发展，涂油绞线的使用量逐渐增多，在欧洲、北美及南美的重工业区及沿海地区，新建线路基本上全部采用涂油绞线。防腐脂有效阻止了腐蚀介质渗入绞线内部，在铝线和钢线之间形成物理隔绝，研究表明涂覆防腐脂可使钢芯铝绞线的寿命延长10ａ。

3.2合金镀层

由于防腐蚀油脂会増加导线所受重力，长期使用会使导线老化失效，因此人们开始采用在钢芯表面直接镀锌的方式防止导线腐蚀。钢芯表面镀锌层的腐蚀程度是判断整个钢芯铝绞线腐蚀状况及寿命的重要依据，当镀锌层因腐蚀失去对钢芯的保护作用时，铝导线的腐蚀将加速。为了经济有效地提高钢芯铝绞线的耐蚀性，延长产品的使用寿命，将钢芯表面的镀层由传统的纯锌镀层改为合金镀层，这是钢芯铝绞线防腐蚀技术的主要发展趋势之一。

3.3建立完善的雷电监测机制，及时掌握导线输配电运行情况

雷电是自然产生的，不会受人类意志影响，因此为了提高线路的防雷能力，首要工作在于建立完善的雷电检测机制。具体而言，第一，线路管理单位应与气象部门建立长期合作关系，对管辖范围内的天气情况了如指掌。如果在一段时间内存在雷云聚集的情况，应及时制订应对方案，对区域内的高压架空线路运行情况进行监控。第二，借助雷电定位系统，一旦线路受到雷击并出现跳闸现象时，系统能够及时锁定故障区，帮助检修人员迅速确定故障位置，在最短时间内使线路恢复正常。

3.4提高输电架空线路的绝缘能力，可采用“不平衡”绝缘方式

在野外地区设置输电架空线路时，考虑到成本，在很多时候不得不穿过雷电高发区。基于此，防雷工作的主要思路应该集中在提高线路的绝缘能力方面。为达到该目的，可采用在进线位置增设绝缘子数量的方式。如此一来，导线与避雷线之间的距离将会进一步加大，线路的绝缘性便会提高。具体而言，以110kV线路为例，一般在海拔1000m以下的区域，绝缘子的数量不会超过8片；如果杆塔的高度超过40m，则高度每增加10m，需额外设置1片绝缘子，同时搭配“不平衡”的绝缘方式，避免线路遭遇雷击时跳闸。

结束语

架空输电导线的腐蚀对电力安全输送造成了较大的潜在威胁，经济有效的防腐蚀措施是电网长期安全运行的保障。因此，需要对架空输电导线的防腐蚀材料及其制备工艺开展系统深入的研究，开发出低成本、高性能的防腐蚀油脂和耐腐蚀的导体材料产品，获得先进的合金镀层及铝包钢制备技术，进一步完善防腐蚀导线标准体系，规范产品的生产和质量，从而满足架空输电导线在我国恶劣服役环境中安全可靠运行的要求。

参考文献

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