架空输电线路的运行维护及防雷措施

2017-03-10傅海涛

环球市场 2017年23期

关键词：闪络电弧绝缘子

傅海涛

国网重庆市电力公司检修分公司

架空输电线路的运行维护及防雷措施

傅海涛

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架空输电线路长度比较大，分布区域广，沿线环境复杂，致使架空输电线路容易发生一系列的故障。因此，我们要做好架空输电线路的维护与运行的工作是十分有必要的。本文对架空输电线路的运行维护进行简要分析，并对防雷问题提出了预防对策。

架空输电线路；运行维护；防雷措施

电力作为国民经济的基础性产业，为了更大限度地满足社会的用电需求，需不断加强其供电的可靠性和供电量，因此，开始逐渐重视对电网的规模化建设，对于庞大的电网，维护工作成为重中之重。

一、架空输电线路运行维护中的故障分析

1、雷电因素。架空输电线路是电力系统的重要组成部分。由于它暴露在自然之中，所经之处大都为旷野或丘陵、高山，且线路距离较长，杆塔高度较高，因此遭受雷击的概率很大。雷云下行先导到达地面一定距离时，输电线路铁塔、地线、导线、地面其他物体都会产生迎面先导，这些迎面先导会竞争和雷云下行先导连接，决定着最终回击路径和雷电击中点。根据这一物理过程，输电线路的雷击形式大致可分为绕击和反击。

2、风灾因素。风偏跳闸是输电线路风害的最常见类型，主要是指导线在风的作用下发生偏摆后由于电气间隙距离不足导致放电跳闸。另外，导地线在微风振动和大风作用下摆动会造成疲劳损伤，发生断股和断线故障。当断股达到一定数目时会对线路安全运行造成影响，断线时则会造成停运，严重影响电网安全。

3、外力破坏因素。输电线路长期处于露天之下运行，穿越各种地理环境、受外部环境的影响较大。伴随经济社会的快速发展，市政、路桥等施工建设给输电线路安全运行造成的隐患增多，输电线路遭受外力破坏的风险也随之增大。

架空线路外力破坏分为盗窃及蓄意破坏、施工(机械)破坏、异物短路、树竹砍伐、钓鱼碰线、火灾、化学腐蚀、非法取(堆)土、爆破作业破坏、采空区(煤矿塌陷区)共10种类型，

4、鸟类因素。鸟害一般分为鸟巢类、鸟粪类、鸟体短接类和鸟啄类四大类，其中鸟粪类又可分为鸟粪污染绝缘子闪络故障和鸟粪短接空气间隙。

5、污染因素。在潮湿的环境下，污秽绝缘子污物中的导电物质被溶解成电解液，加大了电导率。在电场力的作用下，污层流过的泄露电流产生热量，使水分蒸发，在电流密度较大部位形成干燥带。当干燥带部位场强超过一定数值时，产生辉光放电，使干燥带扩大。同时，电流加大后，引起热电离，使辉光放电转变为电弧放电，电弧迅速烘干临近湿润表面。局部电弧不断熄灭重燃，随着表面受潮程度的增加，半导体层电阻减少，表面泄露电流加大，局部电弧继续短路掉绝缘子更多部分，剩余场强越来越大，局部电弧迅速向对方电极发展，直至贯穿两极，导致闪络事故的发生。

6、冰害因素。当覆冰积累到一定体积和重量之后，输电导线的重量倍增，弧垂增大，导线对地间距减小，从而有可能发生闪络事故。弧垂增大的同时，在风的作用下，两根导线或导线与地之间可能相碰，会造成短路跳闸，烧伤甚至烧断导线的事故。

二、架空输电线路的运行维护的措施

输电线路作为电网的大动脉，具有线路长、地理复杂、环境多样、自然暴露的特点，需面临雷击、污染、鸟类、外力破坏、覆冰、大风、山火等因素的考验，如何保障输电线路安全、稳定运行一直是输电运维工作的主要问题和重点工作。在运维过程中，由于其影响因素多，外部环境复杂，直接面向社会开展工作，是每一名输电运维人员必须直接面对和解决的课题，在这个过程中只有不断的完善丰富，差异化的实施治理，才能取得实效。

三、架空输电线路的防雷措施

1、架空地线。架设架空地线是高压、超高压线路防雷的基本措施，架设于输电线路杆塔顶端，其保护原理是：当雷云放电接近地面时，它使地面电场发生畸变，在架空地线顶端，形成局部电场强度集中空间，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向架空地线放电，再通过接地引下线和接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免受雷击。架空地线的材料一般是镀锌钢绞线，特殊情况下也用钢芯铝绞线或镁铝合金绞线。

2、绝缘子。输电线路绝缘子(串)架设于输电线路与杆塔之间，主要承担电气绝缘和机械支撑的作用，还要承受覆冰、风偏、舞动、地震等极端气候条件导致的极端机械负荷以及雷电和操作引起的过电压。输电线路绝缘子(串)主要有盘形悬式玻璃绝缘子、盘形悬式瓷绝缘子、棒形悬式复合绝缘子串等。当输电线路遭受雷击时，若绝缘子串的绝缘性能足够强，则可以保证其不被击穿，确保输电线路与杆塔之间的电气绝缘，从而保证输电线路的电气可靠性。

3、接地装置。接地装置是指埋设于土壤中并与每基杆塔的架空地线及杆塔本体有电气连接的金属装置，其作用是将雷电流引入大地并迅速扩散，以保护线路免遭过电压危害。当落雷时，架空地线上将作用有很高的雷电压，由于架空地线通过每基杆塔的接地线和接地体与大地相连，可迅速将雷电流在大地中扩散泄导，从而降低杆塔点位，保护线路绝缘子不被击穿闪络。

4、线路避雷器。线路避雷器通常是指安装于架空输电线路上用以保护线路绝缘子免遭雷击闪络的一种避雷器。线路避雷器运行时与线路绝缘子并联，当线路遭受雷击时，能有效地防止雷电直击和绕击输电线路所引起的故障。

5、并联间隙。输电线路并联间隙技术是利用在绝缘子串两端并联一对金属电极构成间隙，使雷击线路时闪络发生在该间隙处，从而保护绝缘子串免受电弧灼烧的一种输电线路防雷技术。并联间隙及其电极合称并联间隙装置，又称招弧角或引弧角。根据绝缘子种类不同，并联间隙装置分为瓷和玻璃绝缘子用并联间隙装置和复合绝缘子用并联间隙装置。

6、避雷针。为提高线路耐雷水平和降低雷击跳闸率为目的，国内外的电力专家开展了大量的输电线路防雷研究和措施改造工作。架空输电线路遭到雷击的事故发生通常要经过四个阶段：线路遭到雷击;线路发生闪络;线路由于发生冲击闪络建立起稳定的工频电弧;电力系统供电中断。针对雷害事故发生的这四个阶段，目前的防雷技术可以大致分成四类，即防雷电直击导线技术;防闪络技术;防建弧技术;防停电技术等。