高压架空线路故障原因与防雷措施

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　　【摘 要】架空线路是目前电力能源供应的主要方式，随着高压架空输电线路日益增多，输电线路故障问题也频繁出现，对电力系统运行造成影响。故障成因分析和防雷措施的探讨，势必在架空线路实际施工故障解决中达成有利影响，并同时在具体的外界不利因素降低中起到切实有效的防范效果。
　　【关键词】高压架空线路；故障原因；防雷措施
　　1引言
　　随着现代科技的飞速发展，电力系统在人们生活中的应用也越来越广泛。为保证电力系统的稳定运行，应对高压架空线路这一传输载体提高重视。但高压架空线路通常架设于室外，容易在雷雨天气受到雷电的影响，导致跳闸或安全事故等现象的发生。因此，需做好高压架空线路的防雷措施。
　　2高压架空线路故障成因分析
　　高压架空线路故障受雷击、杆塔、短路、温度等影响效果最为显著。其中架线施工故障中，由雷击引发的线路爆裂、断线、配变毁坏和以导向的错误连接和设置导致雷击的情况等问题最为常见。故障产生的一大主因还包括，施工中并沟线夹错连接器错误应用和省略并沟线夹的误操作故障问题等。杆塔建设中，常见一些施工方为降低工程投资成本，违背杆塔设计标准施工和填埋杆塔基础时不牢固或深度不足等问题，常导致杆塔承受不了风而坍塌的故障，或很难达到最大设计风速25m/m，抗10级左右的设计要求。施工专业知识和技能培养中，以实际线路的架空研究和相关施工线路设备的准备力度等，导致架空线路相间短路而迅速跳闸、或失火、故障问题等。冬季施工中，常遭遇温度过低导致的线路受冻、连接异常等故障，尤其影响高空、低温作业人员的顺利开展。
　　3高压架空线路检修方法
　　对电力工程施工中高压架空线路施工故障问题，需要及时发现问题并制定有效的检修方式，才能很好的减低故障问题给整个电力工程施工的负面影响。常见的检修技术主要包括：（1）导地线检修。导地线检修最为常用的方式为导地线切断重接检修，这便需要使用特定的元件进行连接，并对导地线进行机电性能的检查，在检测结果符合标准后才能进行检修。其中需要注意的是，如果导线截面较小，便需要根据实际情况制作合适的导地线，只有耐压强度符合标准后才能进行检测。（2）杆塔检修。杆塔最常见的故障为裂纹与裂缝，因此在针对杆塔进行检修时，便需要根据杆塔的标准在进行补强、加固操作，如若该地区易出现腐蚀等状况，便需要在施工过程中使用涂刷防腐技术，以此来避免高压架空线路老化等问题，从而延长架空线路的使用寿命。（3）拉线检修。拉线检修技术需要进行以下三个步骤来完成，分别是调整、修补以及更换，可以按照断股的实际情况来考虑使用缠绕方式进行检修。在应用拉线检修技术时，要严格按照相应的要求与规范，如更换过程中，需要进行永久拉线便不能用临时拉线来替代，在完成检修后，一定要确保检修后的机械强度符合电力工程的施工标准。
　　4高压架空线路遭遇雷害原因
　　高压架空线路遭遇雷害主要有四方面的原因：一是高压架空线路绝缘水平低。雷云放电产生的过电压通过线路杆塔建立了放电通道，配电线未达到绝缘水平，导致线路损坏。二是防雷装置不足。一些电力组织安设在高压输电线路的防雷装置太少，并不能达到防雷的要求数量起到防雷的作用；一些落后地区仍采用传统的防雷措施，不利于线路防雷。三是线路安装有问题。在搭建和设计高压输电线路时，配电线路处于雷击多发地带、忽略了输电线路的质量、避雷器接地不合理、线路架空、没有防雷系统保护等原因，都易引发雷击事故。四是设备和线路维修不到位。避雷器遭受雷击而没有立即换新导致的接地、绝缘子老化及绝缘能力低、设备老化、导线接触不良、超负荷及线路改造不及时等都会引起线路短路现象和配电设备故障，电力人员应定期检查，确保输电线路正常运行。
　　5高压架空线路防雷措施
　　电力工程施工中，高压架空输电线路受自然界的雷雨天气影响较为显著，雷电瞬间可产生数百、数千安培的电流和数千、数万伏特的电压，甚至更高。尤其雷击作为最显著的袭击方法，以遭遇概率和故障因素消解价值，需要在实际的架空故障主问题解决中，以其为施工的重要关注方向进行强化措施管理。
　　5.1完善绝缘配合
　　在绝缘配合的选择过程中，一定要合理考虑各种电气设备的耐压等级、保护装置的特性和设备的耐压特性，有效确定设备的必要绝缘等级。（1）架空线路的绝缘配合设计，这可以有效解决杆塔和档距中央各种可能放电途径的绝缘选择和它们之间的相互配合问题。其通常包括对杆塔进行合理的绝缘配合设计、档距中央导线及避雷线间的绝缘配合设计、做好档距中央导线对地和各种被跨越物的绝缘配合设计、做好档距中央不同导线之间的绝缘配合设计。（2）对绝缘串片的数量进行合理选择。为了保证绝缘子可以满足其输电的具体要求，要求其具有一定的强度，其电气绝缘强度也应该满足实际的使用要求，对绝缘片子数量的选择，应该让其满足操作过电压的要求。通过长期的研究发现，耐张绝缘子串的电气强度要比悬垂绝缘子串的要高一些，因此在实际使用过程中，同一电压等级的耐张绝缘子串应该比悬垂绝缘子多1到2片。
　　5.2应用线路避雷器
　　在高压架空线路上安装避雷器来进行防护雷电过电压是广为采用的一种方法，在线路上安装避雷器，保护电气设备免受瞬态过电压危害并限制续流时间，在保护设备的同时降低线路因雷击引起跳闸的几率。它的防雷机理是当过电压超过避雷器的放电电压时，避雷器在纳秒级内导通释放过电压能量，同时维持较低的残压以防止线路短路跳闸；雷电流通过后，避雷器快速熄弧，切断工频续流。但是避雷器在提高线路耐雷水平、降低雷击跳闸率的同时存在以下的局限性：（1）避雷器动作电压、残压等参数在生产时已固定，不能进行调节，因此不能根据设备绝缘水平的差异实现差异性的保护和精细保护；（2）同时避雷器通流容量的局限，当避雷器通过的雷电流较大，超出了避雷器的瞬态散热能力，造成避雷器温度急剧上升，造成避雷器爆炸；（3）长期在电网额定电压下运行，避雷器阀片易发生电腐蚀导至电老化、损坏，当避雷器线路接地故障。（4）避雷器在运行时需要定期对避雷器进行试验或轮换，运行维护的工作量大，而且运行成本较高。
　　5.3降低杆塔接地电阻
　　要做好高压架空线路的防雷工作，在施工时应对所有的线路杆塔都设置接地装置，并使之与地线紧密连接。使高压架空线路遭受雷击时，所产生的电流可经由接地电阻通入大地，使杆塔的接地电阻减小，从而使高压架空线路的防雷能力得以增强，同时也避免了线路跳闸。此种方法为高压架空线路目前阶段防雷方法中最经济的一种。针对500kV的架空线路，当将冲击接地电阻降低5Ω，其对雷电的耐受力可提高18%左右，同时可降低43%左右的跳闸几率。除此之外，降低杆塔接地电阻的方法还有很多，如采用分段成片改造同一条线路，可降低相邻杆塔的接地电阻；或连接相邻路线的邻近杆塔，并将杆塔连入周围的低土壤电阻率的土地。
　　6结束语
　　总之，高压架空线路作为电力系统中不可缺少的一部分，常常由于环境等诸多因素的影响，引发许多高压架空线路故障，从而影响电力系统的正常运行，为此，在架空线路的正常施工中，施工人员与技术人员应就常见故障做好预防措施，针对已出现的故障能进行及时的检修处理，只有如此才能有效的确保高压架空线路的正常使用。
　　参考文献：
　　[1]宋晓菲.35kV架空输电线路雷击模型及防雷应用研究[D].西安工程大学，2017.
　　[2]唐小亮.清远地区10kV架空配电线路防雷策略研究与分析[D].吉林大学，2017.
　　[3]陈勇.山区10kV架空配电线路防雷措施的研究与改进[D].华北电力大学，2016.
　　[4]陈茂荣，卢泽軍，方孖计，吴彪，曾强，赵淳.广东东莞10kV架空线路防雷治理技术研究[J].电瓷避雷器，2013，03：86-91.
　　（作者单位：国网太原供电公司）
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