湖南省电网工程公司 湖南衡阳 421002
摘要：详细论叙了输电线路的故障情况及处理方法。
关键词：输电线路；故障；处理
一、输电线路故障的类型及性质
输电线路故障分为瞬时性故障和永久性故障，其中瞬时性故障出现的概率最大，约为线路故障的70～80％。输电线路故障按其性质可分为单相接地故障、相间接地故障、相间短路接地故障、三相短路故障，线路发生不同性质的故障时保护和重合闸的动作行为也有所不同，同时，一次系统电气参数的变化也与系统的中性点接地方式密切相关。输电线路故障跳闸分为瞬时性故障跳闸、重合闸动作成功，永久性故障跳闸、重合闸动作未成功，线路跳闸、自动重合闸未动作。
输电线路故障按导线受损性质、程度、温度变化等情况，可分为导线的断股、损伤和闪络烧伤故障、导线驰度超过允许值而造成导线弧光短路故障、导线发热故障和导线雷害故障。
二、输电线路故障跳闸的可能原因
输电线路故障的原因很多，情况也比较复杂。如输电线路悬吊绝缘子闪络，大雾、大雪等天气原因造成沿面放电，树枝、动物引起对地、相间短路等瞬时性故障；设备缺陷、施工隐患、外物挂断线路、绝缘子破损等永久性故障，以及瞬时性故障发展为永久性故障，原因多样，运行时应根据具体情况进行分析。
对于线路跳闸，自动重合闸投入而未动作的情况，变电站运行人员应根据本站情况结合录波图进行分析，明确自动重合闸未动作的原因，主要包括以下内容：
（1）自动重合闸装置是否确已投入（压板是否加用）。
（2）合闸方式选择与保护动作情况是否对应（如单重方式下相间故障重合闸不动作）。
（3）开关机构是否存在故障。
（4）自动重合闸装置是否正常。
三、故障按导线受损性质、程度、温度变化等情况处理
输电线路各部件除承受正常机械、电力负荷外，还需经受自然灾害袭击，因而使线路日趋损坏而引起故障。
（一）导线的断股、损伤和闪络烧伤故障
刮风会使导线、架空地线发生震动或摆动造成断股，甚至发生导线之互相碰撞而形成相间短路，烧伤导线造成跳闸而使线路停电。导线的震动和断股一般发生在导线悬挂处。
1. 产生故障的原因
（1）导线驰度较大且细而轻，易受风吹摆动，长期以来，在被线夹握住的地方易产生“疲劳”，开始发生单股折断，逐渐发展到由外到内层断股。导线断股后，每股所受拉力增加，未断股的电流密度增加，引起导线因过载而发热，最后造成断线。
（2）当风速在0.5—4m/s时，易引起导线周期性上、下振动，导致导线断股。
（3）当风速在5—20m/s时，由于振幅较大，易引起全档导线做波浪式起伏运动，造成相间或导线对地闪络，导致线路停电事故。
（4）在5—8级大风时，架空线路各相导线摆动不一，如线间距离较小或各相导线驰度不均衡时，就会发生碰线事故或线间放电闪络故障。
（5）导线、架空地线在制造上有缺陷，如有断股等情况，或因受大气中水分及腐蚀性气体作用，使导线氧化、生锈变质而减弱机械强度，于是在刮大风时亦会引起断线。
2.预防措施
（1）对于风吹摆动较大的导线，应进行调整，松的应调紧，或在两杆塔中间加装一根杆塔，以缩短挡距，使导线稳定。
（2）在线夹附近的导线上加装防震锤、护线条，以防止导线振动。
（3）对耐张塔上跳线，在最大摆度时应不至于对杆塔、横担或拉线发生放电，如有这可能，一般用绝缘子串来固定，亦可在跳线上附加一铁棍。
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（二）导线驰度超过允许值而造成导线弧光短路故障
导线驰度大小与档距长度、导线重量、架线松紧以及气温、风、冰雪等自然条件有关，但应符合设计规定。如导线驰度超过允许值，将会造成架空线路的故障。
如导线架设时未拉紧，或在运行中因受机械、电力负荷；风、雨、雪、冰；雷电影响造成驰度过大时，便会使对地距离相应减少。此时，若导线型号小、架构及型式不适合、相间或相对地之间距离较小时，在遇到系统中持续短路时过电压、龙卷风、高气温和重负荷等的影响，导线就会发生摆动，从而造成相间和相对杆塔之间发生放电，严重时会引起弧光短路事故；若导线型号大时，在遇大风时导线就会发生摆动，因而使接头附近导线和隔离开关的支持瓷瓶损坏。因此，必须对导线进行调整，将导线收紧，使其驰度符合允许值，以保证线路安全运行。
（三）导线发热故障
架空导线大部分采用钢芯铝线，而钢芯铝线的允许温度为70℃。导线正常运行时，应监视导线实际负荷电流不超过安全电流。因为导线过负荷运行，会使导线温度超过允许值，而引起导线激烈氧化，长时间过负荷运行，就会损坏导线。因此，发现导线过负荷时，应降低负荷，使电流在额定值以内，确保架空线路安全运行。
（四）导线的雷害故障
雷击是影响电网安全稳定运行的重要因素之一。长期以来雷击引起的输电线路跳闸事件频繁发生，对电网安全稳定运行构成了极大的威胁。据电网故障分类统计表明，在我国跳闸率较高的地区，高压线路运行的总跳闸次数中，由雷击引起的次数占40％～70％，尤其是在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的地区，雷击输电线路引起的事故率更高。
如果雷直击铁塔时，使铁塔与导线间或相邻两相间的绝缘子闪络。当雷直击导线时，会引起杆塔与导线间绝缘子闪络。当雷直接落在杆塔中间架空地线上时，产生的高压雷电波一般经接地线而流入大地，但若杆塔接地装置不合格，或导线与架空地线之间距离不够时，亦可在地线与导线之间发生闪络。
为保证架空线路的安全运行，必须采取以下防雷措施：
1.在架空线路上架设架空地线
架空地线可以遮住导线，主要是保护导线不受直接雷击，使雷尽量落在架空地线本身上，并通过杆塔上金属部分和埋设在地下接地装置，使雷电流入大地，从而保证线路安全运行。由于架空地线防雷效果较好，造价便宜，所以，110Kv及以上的架空线路均采用架空地线。
2.用管型避雷器保护架空线路
管型避雷器主要有外部火花间隙和内部火花间隙组成，正常时，外部间隙把管型避雷器和系统电压隔开，使避雷器在线路正常运行时不受电压作用。当线路遭受雷击时，外部间隙和内部间隙先后被击穿，当雷电电流流入大地。放电时，由于管内有很大电流通过而形成强烈电弧，此时管内温度很高，管内纤维材料在高温作用下而分解出大量气体，在很短时间内能使管内产生很大气压并向管外排出，造成强烈纵向吹动，使电弧熄灭，全部过程所需时间仅0.01～0.02s内。
3.保护间隙防雷
保护间隙主要是由空气绝缘的两个金属制成电极组成，它和被保护设备并联，其作用和避雷器一样，能在过电压时击穿，以保护并联者设备。
在中性点直接接地电网中，保护间隙被击穿时，要发生短路现象，其原因是保护间隙击穿时，就和中性点接地处形成单相短路回路。在中性点不接地电网中，当两相间隙同时击穿时，就要发生相间短路。为保证线路连续供电，在装有保护间隙线路上，应有自动重合闸装置，以减少线路停电故障。
4. 安装可控避雷针、防雷先导侧针以及线路避雷器防雷
输电线路的防雷治理以防绕击为主，兼顾反击。按照落雷数量和地形地貌特征来决定采用安装可控避雷针、防雷先导侧针以及线路避雷器，同时结合杆塔降阻。线路所经区域落雷较多但地形较平坦的地区（以平原、丘陵为主）划为一级区，一级区的防雷改造采取安装防雷先导侧针的方式，对部分杆塔地线保护角较大的杆位结合采用可控避雷针相结合的方式；线路所经区域落雷较多且地势较高（以高山为主）或处于易遭雷击的地区（如迎风坡、垭口、大跨越等）划为二级区，二级区的防雷改造采取安装可控避雷针和防雷先导侧针、部分杆塔采取边相安装线路避雷器相结合的方式；线路投运以来发生过雷击跳闸的塔位及与其地形相似区的杆位边相安装线路避雷器。
参考文献
1）DL/T741-2001《架空送电线路运行规程》
2）湖南省电力公司《架空输电线路管理规范》
3）GB 50545-2010 《110-750kV架空输电线路设计技术规定》
4）博软（中国）有限公司《设备运行事故分析及处理》
论文作者:盛东青
论文发表刊物:《电力技术》2016年第11期
论文发表时间:2017/3/1
标签：导线论文; 线路论文; 故障论文; 杆塔论文; 地线论文; 防雷论文; 避雷器论文; 《电力技术》2016年第11期论文;