摘要：输电线路正常运行中引起故障的常见因素包括雷击、污闪、风偏、覆冰、鸟害、外力破坏等。目前输电线路故障诊断的方向还主要集中在故障元件或故障区域的定位，而对运行、检修人员最为关注的故障原因的识别却很少。在对不同因素引起输电线路故障机理简要说明的基础上，依据雷电定位系统和对故障录波数据的分析，对输电线路的故障类型予以识别。该识别不仅对事故处理、供电恢复、检修计划的制定有重要意义，而且为输电线路故障诊断提供了新的思路。.
关键词：输电线路；运行故障；雷电定位系统；故障录波
输电线路由于其分布范围极广，常面临各种复杂地理环境和气候环境的威胁，这使得输电线路的故障一直是影响电力系统安全运行最主要的因素之一。造成输电线路故障的原因主要包括：雷击、污闪、风偏、覆冰、鸟害、外力破坏等.当故障发生后，运行人员并不能立刻知道引起故障的真正原因，只能派维护人员到现场检查。如果故障发生在夜间，就只能等到天亮强送一次。倘若运行人员能凭借适当的工具和方法，分析出引起故障的根本原因，那么就会减少盲目性，对故障处理和恢复供电都非常有益。
1输电线路故障特征
输电线路发生较多、影响较大的各类故障的原因主要有：雷击、污闪、风偏、覆冰、鸟害、外力破坏等.线路覆冰的主要危害是过载荷、覆冰舞动和绝缘子冰闪等，其中过载荷和覆冰舞动可视为外力破坏，绝缘子冰闪按故障机理可归为污闪。风偏、鸟害故障也暂归为外力破坏。本文讨论的故障就分为雷击故障、污闪故障、线路对树木放电故障和外力破坏及其他故障。
1.1雷击故障
雷击对电力系统的危害主要是雷击过电压。常见的雷击过电压有两种：第一种为直击雷过电压，即雷电直接对输电线路导线或避雷线放电而产生的过电压。第二种为感应雷过电压，即雷击发生在架空线路的附近，由于电磁感应现象而在输电线路上产生的过电压。感应雷过电压的幅值一般比较低，其最大值可达300～400kV，主要威胁的是35kV及以下的配电网。随着绝缘水平的提高，对输电线路威胁较大的还是直击雷造成的过电压。雷直击输电线路按照放电部位不同又可以分为三种情况：
1）绕过避雷线击中导线，即绕击；2）雷击避雷线；3）雷击杆塔顶部.其中雷击杆塔顶部、雷击避雷线一般不会引起闪络，而雷电绕击导线引起闪络的概率则很大（73%~81%）.雷击故障与气象条件关系密切，具有明显的季节性，即春夏季较多，秋冬季较少。雷云及暴雨天气易发生于高山、丘陵、江河湖泊纵横和地形复杂的地区，输电线路经过这些地区就会出现易雷击区、易雷击带和易雷击点。从线路所处的地理环境来看，土壤电阻率高的地区，杆塔接地电阻偏大从而易导致线路反击跳闸；山坡的坡度使导线的暴露弧面增大，从而增加了雷电绕击导线的概率，尤其是对于500kV及以上线路.雷击故障多为瞬时性故障，当重合闸动作时，一般会重合成功。然而在雷电活动剧烈的时节，若在重合闸动作时限内，又发生了雷击，就会造成输电线路的停运.这时快速而准确的决断将是供电恢复的关键，这种情况下故障定位信息显然起不了多大作用。
1.2污闪故障
线路污闪事故发生的气象条件多为潮湿天气，如毛毛雨、雨夹雪或大雾等。相反在大雨或大暴雨时，雨水能冲洗掉绝缘子表面的污秽物，污闪发生的情况并不多见。这样污闪事故的发生就显示出很强的季节性和区域性，每年秋季的后期和冬季发生的污闪事故占到总量的90％以上；发生在后半夜和清晨的污闪事故占70％以上。从发生的区域来看，绝大多数为污染较严重的地区。一般来看，绝缘子污闪需具备两个条件：一是绝缘子表面污秽物积累到一定程度；二是气象条件使积聚的污秽物受潮。当这两个条件形成时，就会在绝缘子表面产生可在电场力作用下定向运动的正、负离子，绝缘电阻降低，从而有较大的泄漏电流沿绝缘表面流过。在电流热效应作用下，污秽物中的水分会被蒸发掉。
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1.3输电线路对树木放电故障
本文讨论的输电线路对树木放电是指导线底部与树冠顶部的距离小于最小安全距离而导致的放电。引起这种故障的因素有：1）负荷过重、环境温度过高等引起的输电线路下垂；2）树木的快速生长，这种情况在南方的夏天更为突出.由于导线的下垂和树木的生长都是缓慢进行的，因此放电电流也是逐渐增大，直到保护跳闸。这种故障多发生在夏天，可能为瞬时性故障，也可能为类似的故障多次发生。因此故障发生后一定要派人及时清理，而且对问题比较突出的区域要加强监控。
1.4外力破坏及其他故障
本文的外力破坏及其他故障包括了鸟害、风偏、覆冰过载荷、覆冰舞动、起重机事故等。鸟害故障一般多属瞬时性故障，重合闸都能成功。风偏闪络故障发生时重合闸成功率较低，但等气象条件好转后，强送的成功率比较高.覆冰过载荷、覆冰舞动、起重机事故则一般为永久性故障.对于这一类故障不容易有针对性的措施，需要进行更精细的识别，这也正是以后要深入研究的方向。
2故障的识别判据
2.1雷击故障识别
雷电发生时伴随有强大的声、光和电磁辐射，其中雷电电磁辐射场的传播方式为：以低频/甚低频（LF/VLF）沿地表传播，适合作为大范围监测的信号。目前工程技术领域广泛应用的雷电定位系统就是通过实时监测雷电电磁辐射场中的低频/甚低频信号，从而求得云对地放电（地闪）的时间、位置、雷流值和运动轨迹等。
2.2污闪事故识别
根据1.2节的内容，电力线路污闪事故是一个逐步发展的过程，在其绝缘子表面伴随有复杂的电磁现象，反映在故障录波波形上就是中性线电流存在扭曲现象。
3故障分类框图及处理对策
根据以上分析，可得输电线路运行故障识别的决策树。当故障发生时，先查询雷电检测网，如果输电走廊有雷电发生，就确定为雷电故障；如果没有雷电活动，就根据故障录波计算参数λ和电压降，当0.050<λ≤0.200、电压降小于10％或0.010≤λ≤0.050、电压降在1％到35％之间时，就确定为线路对树木放电；如若不然，再看△tf，如果△tf≥100ms，则可确定为污闪故障对于雷击故障，重合闸一般能成功，若由于在重合闸动作期间又发生雷击造成重合闸失败时，这时强送恢复供电，成功率是比较高的；
4结论
依据当前已经比较成熟的雷电定位系统和对故障录波数据的分析，本文方法能识别出雷击、对树木放电、污闪和外力破坏及其他四类故障。这种识别简单、有效，而且随着在线检测技术的发展，识别将更精细、准确.该识别不仅对事故处理和恢复供电意义重大，而且对于检修计划的制定也有很高的参考价值，同时也为输电线路故障诊断提供新的思路
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论文作者:范子飞1,黄扎西坚措2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/6
标签：故障论文; 线路论文; 过电压论文; 雷电论文; 鸟害论文; 外力论文; 发生论文; 《电力设备》2018年第31期论文;