摘要：某日01时32分04秒，该线路B相故障跳闸，重合成功；1.6s后，A相故障跳闸，重合闸未动作（开关充电时间不足）。19min后，线路强送成功。巡视时发现该线路架空避雷线掉落挂搭在高铁及普通铁路接触网上，铁路接触网跳闸，接触网失电，3h后完成抢修。由于高铁在该时段没有营运班次，且故障在高铁营运车辆通车前处理完毕，未对铁路运营造成影响。
关键词：输电线路；避雷线断线原因；对策
1避雷线运行出现断股短线的可能原因
1.1材料缺陷
在《铁路电力牵引供电过程施工质量验收标准》（TB10421-2003）未单独提及避雷线或架空地线的验收，针对镀锌钢绞线参考承力索或软横跨的主控项目“线材运达现场的质量，其质量应符合相关标准的规定。外观质量且应符合下列规定：（1）镀锌钢绞线、镀铝钢绞线不得有断股、交叉、折叠、硬弯、松散等缺陷；如有缺陷应按规定处理；（2）镀锌钢绞线表明镀锌良好，不得锈蚀；（3）镀铝锌钢绞线镀层良好”。由于避雷线生产制造技术含量不高，很易去制备，部分生产者，没能注重该类线材质量，施工单位对材料进场后可能疏于监管检验，导致本身有缺陷的镀锌钢绞线投入使用，在周边环境的共同作用下，常年运行可能发生故障。
1.2施工安装缺陷
避雷线在人工放线过程中，由于与其他专业施工交叉，出现了对线材的损伤，施工引起的损伤主要还是硬弯和镀锌层的破坏，此外在电力系统内针对电网架空地线施工，强调了由于施工导致“金钩”导致了钢芯形成无法修复的永久变形，应该将该部分割除重接。也就是说由于在施工安装过程中导致了架空避雷线形成了“金钩”，而又没有发现，导致其弯曲运行，长此以往也会发生断裂。
1.3腐蚀开裂
镀锌钢绞线材质的地线长期暴露在大气腐蚀环境中，同时处于较低的拉应力，可能导致应力腐蚀断裂（材料在持久拉应力和腐蚀介质联合作用下发生脆性开裂的现象，称为应力腐蚀或应力腐蚀开裂）。特点是迅速发生，且出现腐蚀裂纹，甚至断裂，因此危害极大，几乎所有耐腐蚀金属材料都可能发生应力腐蚀。据了解电网的架空地线因腐蚀开裂甚至断裂还是时有发生，如2011年某220kV架空地线断裂，地线类型为50的镀锌钢绞线，断裂的地线外观检查发现地线外层12根镀锌钢丝腐蚀最严重，表明完全被黄褐色铁锈覆盖，并有小蚀坑，中间层的6根镀锌钢丝腐蚀也较严重，钢绞线各锈蚀钢丝之间夹塞有大量疏松的腐蚀产物。电网的架空地线运行时间较铁路接触网避雷线时间更加久，针对此类原因造成的隐患也是今后铁路接触网避雷线在长时间运行中需要关注的。
1.4雷击避雷线
避雷线架设在接触网顶端其主要目的是引雷，保护接触网，防止雷直接击中接触网。虽然雷击中地线对地线影响不大，但被雷电击中以后必定会降低避雷线的作用。在电力系统中雷直击电力架空地线断线的故障也有发生。雷击避雷线时，雷击点的电流密度最大，温度最高，雷电弧的温度可达数千K，虽然雷电流通过导体时其热效应是不大的，但是当雷直击避雷线，在直接与放电通道相接触的地方可能受到高温的作用，在强雷作用下使得金属熔化可能达毫米级的深度。这个现象很可能是有些导线不正常断股的原因。还有雷击具有冲击效应等的作用下可能导致架空地线的损伤。
2防避雷线断线措施
2.1更换大截面避雷线
对重要交叉跨越点的架空避雷线，开展短路热稳定容量校验：
短路电流容量（kA2•s）=（I×0.9/2）2×t
上式中I为跨越位置实际的短路电流（kA），建议按照系统实际接线方式并考虑5~10年规划水平；0.9为地线分流系数；t为短路电流开断时间，220kV及以上线路取0.1s（非光纤保护取0.12s），35kV-110kV线路取0.3s。
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如发现跨越点避雷线线径不满足短路热稳定容量要求，则应有序组织更换整改。
2.2优化悬垂金具安装方式
架空避雷线断线故障主要发生在悬垂线夹两侧，主要是因为悬垂线夹是避雷线的应力集中点，接触电阻相对较大，通过短路故障电流后发热明显，导致钢绞线部分被熔断，其余钢绞线发热后屈服强度下降，抗拉强度不足，导致被拉断。
因此，可以通过优化悬垂金具安装方式分流悬垂线夹两端的入侵雷电流和短路故障电流，同时还可以加强架空避雷线的机械强度，防止故障范围扩大。
2.3加装线路避雷器
针对重要交叉跨越点，且处于强雷暴区的架空线路可以考虑安装线路避雷器[9]。安装线路避雷器能够有效降低雷击跳闸率，避免短路故障电流冲击导地线，根本上杜绝由于短路故障电流流经避雷线引起发热严重而导致部分钢绞线被熔断。
3特殊条件下的防雷措施
当下我国输电线路都有了较为完善的防雷保护，但是在配电网中一般都没有装设避雷线，尤其是山区地区。当输电线电力线路遭受到雷击危害时，输电线线路对地阻抗时会产生过高的电位差，线路易发生绝缘闪络，同时，雷电顺着导线可能会危及到变电站，破坏站内设备。而山区的闪络抢救工作较难开展，因此做好输电线防雷措施十分必要。
（1）安装氧化锌避雷器。氧化锌避雷器能使雷电过电压及时减小，电流导入地层加快，保护了绝缘子。但是在雷击电流量增大或雷电发生时间长的情况下，氧化锌避雷器并不能完全保障线路安全。
（2）线路全程架设避雷线。避雷线将雷电流分流，使得流入的电流量降低，同时避雷线还能屏蔽线路导线，降低导线上存在的感应电压。但是全程架设避雷线的成本比较高，后期维护等工作也不易开展。
（3）串联放电间隙和辅助间隙。将辅助间隙串联在地下引线中，一旦发生线路短路，不会接地也不会放电，还能辅助灭弧。要注意辅助间隙之间的距离，以5mm-20mm较为合适，过大或过小都不利于发挥最佳效果。三个放电间隙使用一个辅助间隙即可，价格较低并且对线路的保护性能高。
将气象卫星云图的雷暴云与雷电检测网的雷电活动结合起来分析，提高了雷电预警的准确性；此雷击闪络预警方法把预警进行了精细的划分，分为黄色、橙色、红色，针对不同的程度可以做出有针对性的解决办法，使得输电线路工作的稳定性有了进一步保障；大气电场仪的使用，可以准确地判断出雷暴云的位置信息，准确地测量了雷暴云与输电线路之间的距离，提高了预警的精准度。这些优点可以及时准确地向工作人员提供信息，让工作人员提前做好各项准备，减少雷电对架空输电线路的危害，起到保护架空输电线路的作用，是一种积极主动的预警方法。
总之，（1）#4杆塔避雷线断线的主要原因为：在143kA雷电流雷击避雷线时，引起B相跳线绝缘子串对避雷线跳线闪络，短路电流流经避雷线，超过避雷线短路热稳允许电流值，导致避雷线断线。
（2）#5杆塔避雷线断线的主要原因为：#4杆塔避雷线断线引起第二次跳闸，连续2次短路故障电流造成避雷线线夹过热，过热的线夹引起避雷线烧损，同时在避雷线跌落冲击力作用下造成避雷线断线。
（3）提出了3种防止避雷线断线措施：更换大截面避雷线；优化悬垂金具安装方式；加装线路型避雷器。
参考文献：
[1] 九景衢铁路浙江段增设避雷线变更设计.2017年2月.
[2]曾文枢.关于常见架空输电线路运行故障的解决.科技与创新，2014年第14期.
[3]胡加瑞，谢亿.架空线路典型断线分析.维护与检修.
[4] 胡加瑞，谢亿，刘纯，等.架空线路典型断线分析[J].电世界，2013（12）：25-27.
[5] 唐捷，蒋学军，陈智勇.基于晶体电光效应的绝缘子带电检测研究[J].电瓷避雷器，2013（6）：30-32，46.
论文作者:卓涂狮
论文发表刊物:《电力设备》2018年第36期
论文发表时间:2019/6/3
标签：避雷线论文; 地线论文; 线路论文; 断线论文; 雷电论文; 电流论文; 镀锌论文; 《电力设备》2018年第36期论文;