架空输电线路典型故障及防范策略分析

架空输电线路典型故障及防范策略分析

熊化亮    刘子源

国网江苏省电力有限公司泗阳县供电分公司  223700

摘要：本文为保障输电线路运行稳定，减少跳闸次数，为居民及国家提供高质量的用电服务，首先先介绍了架空输电线路典型故障类型及原因，如雷击、鸟类危害、覆冰等，并针对典型故障提出相应的防范措施，希望对保障输电线路运行的安全性、稳定性奠定良好的基础。

关键词：架空输电线路；雷击故障；鸟类危害；覆冰；防范策略

近些年，居民、工业的用水、用电量都在迅速增加，输电线路的保护显得尤为关键，可以确保居民及工业用电的安全性。我国架空输电线路大部分都在露天环境中，长时期受雨雪、太阳、暴风的洗礼，线路故障是不可避免的，不及时检修和维护就会导致输电线路故障，电力系统进入停滞状态，给社会带来不可挽回的经济损失，甚至造成巨大的人员伤亡，课件及时预防线路故障，做好防范措施是保障架空输电线路安全运行的关键。

1架空输电线路典型故障分析

1.1雷击故障

以35kV南源线跳闸为例，于2019年10月3日在此区域过流一顿发生故障跳闸，重合闸未投入，遂南变电站35kV南源线过流一段故障跳闸，重合闸未投入，无测距消息。据调查分析发生故障区段的气温在15-25℃，4-6级北风，局部可达到7级级以上，并伴有强降水和雷风。该区域出现故障因雷击所致。雷电天气对架空输电线路的打击后，容易使线路内部产生过电压，过电压易导致内部出现闪络、跳闸的现象[1]。雷击对架空输电线路造成影响巨大，如用户停电、设备运行故障、电网瓦解等，甚至还会造成永久性故障。

1.2鸟类危害

鸟类会经常在架空输电线路上休憩，看似无任何影响，但其实会对输电线路造成危害。筑巢、飞行以及鸟粪都会时线路发生闪络。鸟类会选择在输电线路上筑巢，其材料多为树枝，太阳充足下树枝干燥不会对线路造成较大的影响，但在雨季多发时期，树枝潮湿，稳固性降低，筑巢就会被吹到导线或绝缘子上，易发生短路，严重时可能会烧断导地线[2]；鸟类在飞行的时候会叼着树枝落到输电线路上，树枝落到杆塔与导线绝缘之间后同样会增加故障风险；鸟粪掉落在杆塔横担上，会污染线路的绝缘子，影响其绝缘的性能，阴雨天气或者出现大雾时就会发生闪络事故。

1.3覆冰导致线路故障

寒冷地带的温度非常地，而且常见大雪和暴雨，输电线路会长时间被冰层或者大雪覆盖。只要在恶劣环境下，输电线表层就会一层后的冰雪，长此以往输电线路负荷加重，易出现线路坍塌、绝缘子受损的现象，甚至出现线路闪络。同时输电线路产生的浮动也会变大，给输电线路带来了巨大地安全隐患。

2架空输电线路典型故障的防范措施

2.1架空线路防雷击的措施

第一，安装防雷设备，电力企业的工作人员需要增加巡视输电线路防雷设备运行情况的次数，优化巡视流程，以此来降低安全事故的发生几率。通过巡查避雷线的完好程度可以判断线路是否存在断裂或者锈蚀的现象；检查引下线与引上板的连线情况，可以判断线路是否可以安全运行；定期测量防雷设备的电阻值可以确保数值处在安全范围内，可以为正常工作提供条件[3]。多与气象部门沟通，加强合作，对特殊天气或异常天气提前通告，便于电力部门及相关人员可以及早做好防范准备工作，以规避风险。每次对避雷器检查后都要详细记录，每隔五年要求电力部门对IMA直流电压进行电流测试，以避免出现电流泄露，导致人身体触电或产生电火花引起火灾，确保输电线路正常运行。第二、采用架设避雷线的方式可以将雷电中释放出的电流引到大地中，这方式虽然可以即时将强大的电流处理掉，但是短暂的，而且防雷装置容易被外界因素所腐蚀[4]。为此可以改变传统的架设避雷线的方式，选择材料防腐性较强的线路防雷装置以此来减轻防雷设备的腐蚀程度。更换后要求技术人员定期检查，将腐蚀程度严重无法再次使用的设备进行更换，确保设备不会影响线路的安全性。第三，降低接地电阻。增补电网或、施放降阻剂都是降低接地电阻的有效方式，防雷效果非常理想。

2.2架空线路防鸟类危害的措施

在如何防范鸟类对架空输电线路造成危害的时候，要具体分析具体分析。离带电导线较的鸟巢不需要进行处理，可以保留，因为安全范围外的鸟巢既不会对线路造影响，而且还会防止其他鸟类筑巢。对杆塔上鸟巢需要进行处理，处理时需遵循以下原则：（1）保护幼鸟和鸟蛋。（2）短树枝构成的喜鹊巢需保留，其他筑巢需处理：①离线路绝缘子2米处的鸟巢需要将其迁移到安全范围，必要时用人工鸟巢辅助固定。②2米以外只要修剪较长的枝叶即可。（3）构建架空输电线路鸟害故障防治效果评价模型，借助地理信息系统完成对鸟害时空大数据的空间维度信息的实时管理，包括信息查询、分析、存储及空间展示，可以及时对大量的鸟类病害时空大数据进行处理[5]。数据采购图见图1。

图1数据采购图

2.3架空线路防覆冰的措施

（1）电流溶解法。电流溶解法的原理就是利用增加负荷电流的方式来提升导线的热度，导线温度达到一定数值后就可以将覆冰溶解。具体操作如下：①改变陈旧的电力网运行方式，增加线路负荷电流。②阻断线路与系统之间的联系，将线路其中一段用导线连接，另一端由变压器负责给短路线路提供电流。采用增加线路负荷电流的方式将导线加热来除冰，最佳时间应为覆冰开始初期。这种方式会大大降低线路的电压，从而增加电能的损耗程度，影响设备的使用寿命。利用电路电流方式溶解覆冰，需要按照线路的长短、导线的横截面积做好相应的准备工作，合理计算容量确保其满足除冰的需求。另外，电流融冰时，需要由专业人员查看覆冰的情况，当覆冰脱落的时候立即将电流切断，可以延长导线的使用寿命。

（2）机械除冰法。具体做法如下：①采用向避雷线扔木棍的击打方式将覆冰打碎，使其脱落。②用滑车式除冰器除掉覆冰。这种是最早以前使用的，每个地区的样式都不一样，弊端就是需停电进行，易造成一定的经济损失，而且需要大量人员协作完成。

（3）预防措施。工作人员需利用日常空闲时间多查找与气象资料相关资料和案例，确保在设计前期可以积极避开特殊区域，可以选择合理的线路走势，适当加用材料为Q390或Q420高强度钢型的直线塔，有利于增强杆塔的强度，确保线路的安全运行。

结束语

综上所述，人们生活水平的提高，对安全用电要求更高。为此，电力行业需要将保障架空输电线路运行的安全性作为工作的核心，满足群众及国家对高质量供电服务的需求。本文对架空输电线路常见的故障进行了分析，提并针对故障类型提出相应的防范措施，要求先确定故障愿意安，然后迅速掌握故障位置，最后采取有效措施进行处理，以此来高效地保了输电线路的安全性。

参考文献

[1]孙银锋,路玉泽,刘宇晗,等. 基于储能的风电柔直并网系统直流故障穿越协调控制策略[J]. 电力系统自动化,2023,47(3):122-132.

[2]周伟绩,李凤婷,解超,等. 基于准两相跳闸的同杆双回输电线路跨线故障跳闸策略[J]. 南方电网技术,2023,17(11):130-137,147.

[3]周伟绩,李凤婷,解超. 带并联电抗器同杆双回输电线路跨线接地故障自适应重合闸策略[J]. 电力系统保护与控制,2022,50(1):33-41.

[4]胡志鹏,李忠魁,高峰,等. 考虑时变故障率的架空输电线路最优巡检策略研究[J]. 电力系统保护与控制,2020,48(1):9-17.

[5]孙银锋,李溶,刘金鑫,等. 大规模光伏电站经柔性直流并网系统故障穿越策略[J]. 工程科学与技术,2023,55(2):107-116.