陈 健

（国网江苏省电力有限公司 南通供电分公司，江苏 南通 226000）

1 输电线路常见故障类型分析

1.1 闪电雷击故障

在电网中，闪电雷击故障是影响最大、危害最大的一种。由于输电线路均在野外，因此夏季雷雨天气时极易发生闪电雷击故障。调查数据显示，我国每年发生的输电线路故障超过10起，其中最多的一年甚至达到了200多起。而且当有较大的雷电事故造成线路不稳定、跳闸等故障时，还有可能引发火灾[1]。

1.2 覆冰故障

覆冰故障也是影响输电线路安全运行的关键因素。近年来，随着冰冻灾害频繁发生，输电线路覆冰跳闸的事件日益增多，覆冰故障极易引起电线杆负荷超限、电线覆冰舞动、脱冰跳跃等，使电线杆因承受不住负荷而变形、折断，电线绝缘损坏，严重威胁着我国北方地区的冬季供电和电网的安全稳定。

1.3 风偏放电

风偏放电是影响电网安全运行的重要原因之一。近几年来，因大风造成的风偏放电所造成的输电线路短路事故日益增加，严重危及了输电线路的正常运营。在大风影响下，输电线路会出现摇摆，从而导致线路短路或跳闸，主要集中在海岸及大风地区[2]。

2 输电线路常见故障原因分析

2.1 闪电雷击故障原因分析

无论是从天气还是从环境上来说，都有可能发生电击事故，因为每个线路所处的位置都有着不同的雷电循环。尤其是我国山区、丘陵地带，往往会出现闪电和雷击。在地理和环境方面，我国一些地区的土壤电阻率较高，因此在接地后，会由于电阻大而极易出现反跳。另外，山区的坡度会使山区线路上产生很大的电弧，增加了闪电雷击故障的发生概率，从而引起短路。

2.2 覆冰故障原因分析

（1）倒塔。倒塔是由于线路上结冰，负载超出设计极限，从而导致电线杆无法承载负载而发生变形、坍塌。

（2）导线摆动。当冰层覆盖时，电线因重力而产生一定的变形。随着气温升高导致线路上的冰块掉落，线路会随之摇晃。冰面越厚，弧线越大，线路摇晃幅度越大。

2.3 风偏放电原因分析

风偏故障有以下原因：一是线路所在地区强风天气造成的故障，局部强风会对输电线路造成局部影响，导线在风的作用下会产生一定的晃动和位移；二是因强风造成的空隙放电电压降低，在大风和暴雨天气，强风可使暴雨沿着风向形成不连续的水线。这种情况下，如果水线的位置与闪络路径相同，那么孔隙放电的电压就会降低。

3 输电线路常见故障防治措施

3.1 闪电雷击故障防治措施

要想让雷电失效的可能性降到最低，就要做好最基本的防护措施。首先，要系统地分析各个区域的雷电分布状况和雷电强度，以便了解雷电的强度与地形、线路结构的关系，找出雷电与线路短路的内在联系。依据已绘出的电网雷区分布图，提出一套实用的综合防雷方案。

当前输电线路的防雷措施包括设置避雷线、横向避雷针、线路避雷器，减少杆塔的接地电阻以及使用多个避雷针系统[3]。

3.2 覆冰故障防治措施

为了解决输电线路的结冰问题，提出了一种在输电线路上进行防冰的方案，同时要兼顾实际的有效除冰方法。

（1）在进行防冰设计时，应考虑线路所在地区的特殊情况，分析其覆冰区和覆盖层的厚度，以防止发生严重的冰冻，并尽可能选取覆盖面积较小的地区。

（2）目前在输电线路上采用的除冰方法有热融冰法、机械破冰法以及自然除冰法。热融冰法包括潮流分布、短路电流、铁磁线路等；机械破冰法重点利用输电线路导线的力学效应损毁覆冰的力学平衡，使其落下；自然除冰则在导线上加装阻雪环，使覆冰自行脱落。具体要根据实际情况选择最优的除冰方法。

3.3 风偏放电防治措施

为了更好地防止和控制风偏放电，需要与地方气象部门紧密配合，在不同地区进行风向监测，并将风向和风速都考虑在内。根据不同地区的不同工况，确定合理的风向设计标准，进行相应的参数优化。在强风天气时，可以采用“V”型结构，以降低由于风偏导致的放电故障发生概率。同时，在铁塔面向导线时，要尽量避免在铁塔上安装其他导电突起物，以降低可能发生的放电事故[4]。

3.4 建立健全的运维管理制度

输电线路的运行条件十分复杂，造成线路故障的因素多种多样，为此要建立完善的电网运营管理制度，明确输电线路的维修职责，对线路进行合理的划分和分区，将运营责任落实到每个员工身上。同时，在实际操作中要注重采用先进的管理思想和方法，并在实践中不断总结经验，找出其中的规律并加以改进，确保电网运行的安全、稳定。

3.5 防范自然环境的影响

在实际工程中，要严格控制施工质量，采用混凝土加固基础，加强其品质，提高抗风性。为增强电网的抗雷能力，应将其作为一项重要工作，积极开展各项相关工作。本文的研究内容包括以下3个方面。

（1）架空接地。采用架空接地线的设置，既能增强电线的抗雷能力，又能有效进行避雷。也就是说，塔中的闪电可以被控制，从而降低塔顶的电势。在电力系统中，对电力系统的接地避雷线进行防护，可减少电力系统的超负荷，而架空线的设置对感应过电压的幅度进行了有效控制。

（2）采用无串联间隙的避雷器。目前的电力系统中，采用避雷器对电网进行防护，但防护距离太窄。氧化锌避雷器（Metal Oxide Arrester，MOA）无串联间隙，可以对线路进行有效的监控，防止线路出现电弧事故。但是该装置在使用过程中极易老化，且线路数目庞大，难以进行有效的控制。

（3）采用电流限制装置。该线路的过电压保护能保证断路器在不跳闸的前提下实现电弧的熄灭，并有效降低电击跳闸的概率，降低绝缘子的损坏[5]。

3.6 加强日常巡查

日常工作中应加强对输电线路的日常巡视，及时发现并解决问题。在实际工作中，应制定一套详尽的巡检制度，明确巡检范围和频率，并配备专职的巡检人员，对经常出现的事故进行监控，以降低故障的发生率，确保电网的安全，减少因设备及线路老化而造成的电力系统故障。在具体运行和管理方面，电网公司要重视设备线路的日常维护；在具体实施过程中，应及时更换和维修老化的设备。此外，在夏季雷电灾害和春季山地火灾多发的季节，电网公司应加强设备和线路的检修与巡查，减少因巡检和维修不当造成的安全事故。通过建立公众服务平台，设立投诉电话，有效解决电力问题，提高服务水平。

3.7 建立运检管理系统和信息库

各级电网公司应成立专业的管理机构，加强对电网的监控，并充分利用信息技术在电网运行过程中起到的关键作用。通过对输电线路的正常运行状况进行分析，能够正确判断线路的故障，掌握其运行状况，并严格按计划进行维修；分析、整理已有数据，制定相应的对策；在易发生故障的区域，应设立重点观测目标，充分搜集资料，以供发生意外时参考以前的情况，选择维护方式；建立专用的设备数据存档，增设新设备，从多个方面建立健全的档案，以便及时发现和维护，减轻员工的工作负担[6]。

3.8 对输电设备进行管理

输电系统是影响电力系统安全运行的重要环节，对其进行有效的管理是十分必要的。定期对输电设备进行检修，根据检修发现的问题采取相应的维护措施，并及时处理。为保障电力系统的正常工作，需要对系统中的突发故障进行维修。

3.9 加强操作票确认制度的执行

从输电线路倒线故障、人员误操作等几个方面对输电线路短路、断路故障进行了分析，并指出在实际应用中应加强操作票的校验，以避免各种误操作、倒线等故障，确保输电线路的安全与稳定。此外，在实行运营票时，要充分利用信息技术，开发App软件，以保证网络运行的安全。这种方法能够有效提高操作工人的电控准确度，降低因操作失误造成的安全事故，同时能有效使用软件进行校验，提高作业效率。

3.10 应用智能电力监管技术

智能技术的快速发展使它得到了广泛应用。对输电系统的运行控制方式进行了分析，提出了利用智能监控技术对其进行监控的可行性。在具体实现中，对线路故障现象、设备运行异常现象进行预警，并在监控系统中设置智能监控软件，以解决故障现象。通过这种方式，可以有效提高电力系统的运行水平，降低各种线路、设备发生故障的概率。

3.11 信息数据库的建立

随着电力市场对电力系统的要求日益增加，必须对现有的电力系统进行改造，以提高其运行效率。输电网络中的附属设施数量众多，因此其维修和管理工作非常复杂。为便于对线路和设备的检查与管理，采用数据库来实现设备的数据存储。当输电网出现故障时，维修人员参照资料库能更精确地辨识出故障，使维修工作更加有针对性。同时，对数据进行对比，能快速地发现线路的安全隐患，并采取相应的防范措施，保证线路安全可靠。

3.12 网络技术的更新

随着科学技术的飞速发展，电网的运行控制是技术发展的必然趋势。在电力系统日益增多的情况下，传统的技术手段很难确保其正常运行，为此必须大力引入网络技术，尤其是利用互联网技术。通过本系统可以实现对系统各个环节的优化，简化了操作控制流程，提高了作业品质，降低了运检费用。在利用互联网进行智慧管理的同时利用新的技术，如无线数据传输、数据挖掘、自动化定位技术等，从而更好地检测出安全隐患，达到防范和解决问题的目的。

4 高压输电线路故障快速诊断

4.1 根据保护测距预测出故障杆号的区段

由于任何保护的正、负、零序阻抗都是在工作频率下进行的，因此它的好坏直接关系到保护动作的精度。尽管故障点的孤点阻抗会对保护的精度造成一定的影响，但目前供电公司并没有严格的规定，所以只能根据电网的运行情况来判断。一般在给定距离时，可根据有关的线路图来确定相应的标号。为了充分考虑到距离，根据经验，可以用计算出的杆数在安全的重点巡逻期间向两边延伸5～10 km。

4.2 根据设备的缺陷台账对故障杆号区段做出预测

当输电线路发生故障时，则需要检查故障发生前巡查该路段时存在的问题，依据设备的缺陷台账对故障进行预测。夏季线路处于高负荷运行状态下，对此需要加强对线路交跨区域的检查力度，及时发现安全隐患并进行排除。

4.3 按照设备的特殊区域将故障杆号区段做出预测

由于线路所处的地理位置不同，且造成的脱闸事故往往在恶劣的气候条件下发生，因而对其所受到的环境影响也各不相同。在雷雨天气，特别是雨天，线路很容易发生故障。因此，首先要确定导线在雷击区中，在没有雨水和狂风的情况下，如果线路发生了故障，就需要对沿线的树木、特殊的杆塔以及大楼进行检测。

4.4 接地故障的检测

对某些具有高电流和长期运行的接地故障，发生重合闸的概率很低。此类故障一般表现为：一是微气候区的大部分线路在强风天气时会影响到塔身或邻近建筑物的某些部位；二是在大风、暴雨等恶劣气候条件下，具有较高接地电阻的直线塔与大跨距重叠的可能性。

5 结 论

输电线路是电力系统中的一个重要部分，其重要性不容忽视。由于受地理、环境以及人为等多种因素的影响，在电网的运行中，各种失效都不可避免，如何根据故障的不同进行有效的防范和处理，是电力系统维护工作的一个重要问题。对电网进行了分析，得出了雷击、覆冰、风偏放电等人为原因造成的电网失效。为了保证输电线路安全、可靠且科学的运行，输电线路维护人员应采取多种防范措施，以减少故障发生的可能性，保证电力系统的安全运行。