刍议输配电线路安全措施

【摘要】随着国民经济的以及生产力的踢飞猛进，电网公司大力发展建设，供电规模越来越大，同时在其运行中也伴随着不同的故障。为了减少影响线路运行中的因素结合自己的工作实际情况对电力输配电线路的安全运行和保护工作进行综述分析。随着电力建设的加快发展，输配电线路结构不断完善，在其运行中也伴随着不同的故障。

【关键词】电力输配电；线路；安全性

1.前言

当今，输配电线路的安全稳定运行与国民生产和人们日常生活息息相关，提高配电网的安全运行水平已经成为各级供电企业的重要运营任务之一。输配电线路作为连接电路网络与用户、设备的媒介，其可靠性与稳定性对供电质量意义重大。通过合理设计、精心施工、科学的运行管理，才能保证配电网安全、可靠、优质、经济运行，以保证供电企业的经济效益和社会效益。

2.输配电线路的防雷

由于输配电线路的分散性和雷电现象的复杂性，鉴于目前的技术，对输配电线路还不可能做到绝对的防雷。此外，雷击线路时，自线路入侵的雷电波也是威胁变电所的主要因素。综合考虑技术和经济措施，提高线路的防雷能力，可以提高电网运行的可靠性。输配电线路防雷性能的优劣，主要有两个指标来衡量：

（1）耐雷水平，即雷击线路绝缘不发生闪烙的最大电流幅值。

（2）雷击跳闸率，每100km线路每年由雷击引起的跳闸次数。所以，要提高防雷水平，必须做四道防线：第一、使输电线路不直接受雷；第二、线路受雷后，绝缘不发生闪络；第三、闪络后不建立稳定的工频电弧；第四、建立电弧后，不中断电力供应。

针对这四道防线，可以采用下列措施：

（1）架设避雷线。主要是防止雷电直击导线，此外，架设避雷线对雷电流有分流的作用，可以减少流入杆塔的雷电流，使塔顶电位下降，对导线有祸合作用，降低雷击杆塔时绝缘子串上的电压，对导线有屏蔽作用，可降低导线上的感应电压。110kV及以上电压等级的线路，一般要全线架设避雷线。

（2）降低杆塔的接地电阻。这是提高线路耐雷水平，防止反击的有效措施。相关规程规定，有避雷线的线路，每基杆塔的工频接地电阻应在允许的范围内。

（3）架设藕合地线。即在导线下方架设地线的措施，是增加避雷线与导线间的祸合作用，以降低绝缘子串上的电压。祸合地线还可增加对雷电流的分流作用。

（4）采用不平衡的绝缘方式。同杆架设的双回线路，采用的防雷措施不能满足要求时，采用不平衡绝缘方式，来降低双回线路雷击时的跳闸率，以保证不中断供电。不平衡绝缘方式的原则：一般是使双回路的绝缘子串片数有差异，，这样，雷击时绝缘子串片少的回路先闪络，闪络后的导线相当于地线，增加了对另一回导线的祸合作用，提高了另一回线路的耐雷水平，，使之不发生闪络，以保证另一回线路可以继续供电。

（5）采用消弧线圈的接地方式。城市中的配电线路大多采用中性点不接地的方式，雷击所引起的大多数单相接地故障能够自动消除，不致于引起相间短路和跳闸：而在两相或三相着雷时，雷击所引起第一相导线闪络和绝缘子串上的电压下降，从而提高了线路的耐雷水平。

（6）装设自动重合闸。由于雷击而造成的闪络，大多数能在跳闸后自行恢复绝缘性能，所以重合闸的成功率也较高，它是保证不中断供电的有效措施。城市中的配电线路一般都装设有重合闸（双电源及电缆出线较长的线路除外）。

（7）装设排气式避雷器。一般在线路交叉处和在高杆塔上，装设排气式避雷器以限制过电压。特别是带绝缘的配电线路，在受雷击时的过电压比较明显，装设排气式避雷器以限制过电压是一种有效的方法。电缆进、出线，可利用电缆与排气式避雷器联合作用的典型进线保护。所以，带绝缘的架空线路应在适当的位置安装避雷器以限制过电压。

（8）加强绝缘。对于高杆塔，可采取增加绝缘子串片数的办法来提高防雷性能，高杆塔的等值电感大，感应过电压高，绕击率也随着高度而增加。

（9）减小接地电阻。减小接地电阻可明显提高线路的反击耐雷水平。

（10）尽可能降低铁塔高度。当塔高增加时，绕击雷会增加。因为杆塔高度增加，地面屏蔽效应减弱，绕击区变大，使更多的雷不击中地面而是击中导线。因此，从减少绕击的角度出发，应尽量降低杆塔高度。

（11）增加杆塔绝缘。线路绕击耐雷水平与线路绝缘的50%放电电压密切相关，其表达式是I＝2 U50%／Z，式中I是能引起绕击的最小雷电流；Z是线路波阻抗。从式中可看出，增加线路绝缘（如增加绝缘子片数）对减少绕击数是有利的。

（12）减小边导线保护角。减小边导线保护角可有效降低绕击概率，在山区可采用负保护角塔，这样可达到较好的避雷效果。

（13）塔上横担处加装避雷针。在塔上横担处加装避雷针可有效屏蔽线路的边导线，使绕击雷击在侧向避雷针上，从而减少雷击次数。

3.绝缘子的防污

户外绝缘子，常年受到工业污秽或自然界的盐碱、飞尘的污染，在毛毛雨、雾、或湿度大的天气条件下，绝缘子表面的污秽尘埃被润湿，表面电导剧增，使绝缘子的泄漏电流剧增，其结果导致绝缘子在工频和操作冲击电压下的闪络电压（污闪电压）明显降低，甚至有可能使绝缘子在工作电压下发生闪络。对于运行中的线路，为了防止绝缘子的污闪，保证电力系统的安全运行，可以采取下列措施：

①对污秽绝缘子定期或不定期地进行清扫，或者采用带电、带水冲洗。这样，就可以有效地减少或防止污闪事故的发生。装设泄漏电流记录器，根据泄漏电流的幅值和脉冲数来监视污秽绝缘子的运行情况，发出预告信号，以便及时进行清扫。

②在绝缘子表面涂一层特殊的防尘材料，如有机硅脂、有机硅油、地蜡等，使绝缘子表面在潮湿天气下形成水滴，但不形成连续的水膜，表面电阻大，从而有效地减少了泄漏电流，使闪络电压不致于降低太多。

③加强绝缘和采用防污绝缘子。加强线路绝缘，其最简单的方法是增加绝缘子串中绝缘子的片数，以增大爬电距离。不过，此方法只适用于污染区域范围不大的情况，否则很不经济。这是因为，增加绝缘子串中绝缘子片数后，必须相应地提高杆塔的高度。采用专用的防污绝缘子，可以有效地避免以上的缺点，因为防污绝缘子在不增加结构高度的情况下，泄漏距离明显增大。

④采用半导体釉绝缘子。这种绝缘子釉层的表面电阻为10.6～10.8，在运行一中利用半导体釉层流过均匀的泄漏电流加热表面，使介质表面干燥，同时使绝缘子表面的电压分布较均匀，从而能保持较高的闪络电压。

4.线路的防风工作

随着电网建设规模迅速扩大，输电线路日益增多，通过复杂地形及恶劣气候条件地区的线路越来越多，同时，由于自然条件的变化，线路风偏跳闸明显增多，给系统的安全稳定运行带来了较大影响，主要是外因和内因两方面因素造成的。外因是自然界发生的强风和暴雨天气；内因是输电线路抵御强风的能力不足。找出影响风偏闪络的关键因素，采取有针对性的方法和措施，就可以提高线路的安全运行水平。线路风偏跳闸和非计划停运与当地天气异常、局部地区自然灾害频发等主要因素有关，同时也暴露出了输电线路点多线长，抵御恶劣气象条件能力较差的缺陷，风偏闪络多发生在微地形、微气象地区，在线路设计时应对这些地区给予考虑和关注。

（1）加强、加固杆塔的基础。杆塔基础是否下沉、外露，埋深是否足够，杆塔本体是否受到破坏，若不符合规程、规定的要求，要及时采取措施，保证杆塔的完好性、安全性，这是防止倒杆塔的有效措施。特别要注意终端塔、转角塔的加强、加固。

（2）设计上采取针对性措施。

①合理规划设计，改进设计方法，对于耐张塔，转角塔外角和内角采用绝缘子串跳线；对直线塔风偏治理一般可采用三相改V型串、中相改V串边相加长横担、三相加挂双串并加重锤等几种治理措施。

②合理选择设计气象条件，改进设计手段和方法，对于新建线路，应结合己有的运行经验，对于微气象区特征明显、飑线风频发地带，线路的设计应考虑到最不利的气象条件组合，适度提高风偏放电的设防水平，设计时应留有适当的裕度，以减小线路投运后遇恶劣天气时出现跳闸的可能性，在选择线路走径时，应尽可能避免横穿风口、江河湖面；提高强风地带的绝缘配置和机械强度；对局部微气象、微地形地区提高设计风速及杆塔、金具、绝缘子等的设计安全系数，加大电气距离。

③收集运行资料，提高防风能力，加强对微气候区的观测和记录，积累运行资料，加强线路所经区域的气象资料收集，特别是胞线风的数据收集，包括发生时段、频率、风速、区域等，并加强导线风偏的观测和记录。

④开展科研试验，抑制风偏事故。对设计中气象条件的选定、各种不利气象条件的组合、风偏计算中的参数等应进行进一步探讨和研究。开展有暴雨和强风定向作用下空气间隙的工频放电试验，得出数据及曲线，为今后的风偏设计提供合理的技术依据和参数，开发输电线路塔上气象参数及导线风偏的在线监测系统。

⑤防风设计和改造应在对线路工程投资、设备选型设计、建设造价、运行成本和运行后的技改大修费用等综合因素分析比较的基础上进行。

5.防外力破坏方面

外力破坏故障的危害性很大，一旦发生就常常为永久性故障。这些故障也是可以控制或减少的。

5.1 车撞杆塔(拉线)：随着乡镇公路、机耕路的发展，使得一些杆塔旁边本来没有路的又形成了路。因此，车撞杆塔(拉线)的事故不断发生。

5.2 外物短路：包括社会基础建设，近几年，地区高铁、高速公路、开发区建设等施工造成的外物短路（大型机械碰线）和沿线居民活动（违章建房，索要赔偿的利益驱动）造成的外物短路。要减少这类事故，主要是要同社会各部门建立联防机制，建立危险点源跟踪管理档案，从发现大型机械作业之日起，就要进行必要的监控；其次加强电力设施保护宣传工作。

5.3 杆塔、拉线被盗：近几年，本电网相继发生了拉线被盗引起倒杆或短路事故，并且拉线UT线夹、塔材、接地引线被盗的事件频繁发生。采取措施：对易盗区铁塔使用防盗螺栓，线路拉棒包裹环氧树脂水泥等。

除了技术防盗外，还需要我们加强电力法规的宣传和发动群众护线，积极依靠政府采取社会治安综合治理，才能有效预防杆塔、拉线被盗事故。

6.山火放电

一些农民在山上烧荒种植或在甘蔗地、田地收获后烧烧荒作肥，如果火正在导线下方，在高温高电压下，导线就会发生对地或相间放电。要防止山火放电，需要加强对有烧荒习惯的地区的宣传工作，在适当位置安装禁止烧荒的标志牌。

7.防交叉跨越放电

7.1 如果在施工时弧垂过大或设计时交叉跨越对地距离不够，线路运行后，由于导线的初伸长展放，导线弧垂会逐渐增大，在高温或最大风时，弧垂达到最大，就会发生交叉跨越放电。

7.2 如果在线路走廊内的被跨越物或线路本身发生变化（如新增跨越物、树竹生长等），使交叉跨越距离减少，在高温或最大风时，弧垂达到最大，就会发生交叉跨越放电。

7.3 线路导地线的弧垂普遍偏大，90%以上的耐张段的弧垂误差和相间误差超过“验收规范”和“运行规程”的要求，弧垂误差大的达到5～6倍甚至更大，相间误差大的达到2～3米甚至更大，造成导线对地距离不够和相间距离不够。除了不按设计施工外的原因外，更重要的原因是没有按规范规定进行验收，通常只是登杆检查，验收项目不全，没有测量项目。

7.4 通道内的树木再生长太快，砍伐阻力大。重点开展了走廊树木大清理工作。通过交叉跨越、对地距离的整治和走廊的清理工作，线路的安全运行得到保障。

防止交叉跨越放电发生，需要提高设计质量和水平，提高跨越距离和对地距离，通过林区按高跨设计；提高线路施工质量，按规范规定进行线路验收，提高线路验收水平；加强线路运行维护，及时发现和清理不符合交叉跨越要求的问题。

8.防鸟害的预防措施

鸟害主要发生在冬、春季节。鸟害的基本形式有三种：一是在杆塔上筑巢，树枝等筑巢材料下落，短接绝缘子串引起跳闸；二是鸟粪下落并污染绝缘子串，使线路绝缘水平降低，最终导致线路跳闸；三是连续不断的鸟粪柱使导线与杆塔之间的综合空气间隙不够造成间隙放电引起跳闸。第一、第三种故障，很难查出其故障点，但有个特点是：横担上和导线上(或导线的金具上)必然有放电痕迹。

防止鸟害比较经济有效的措施是在绝缘子上方鸟类好栖息的杆塔构件上安装防鸟器。

防鸟害是输电线路运行单位的一项重要的季节性工作，为维护动物生态平衡，保护珍贵、濒危鸟类，不可能全部采取强行驱赶的方法，只能采取针对性的防护措施。如：驱赶、保护、引导到别处筑巢法等，要想取得预期效果，必须从以下方面开展工作：

8.1 准确划分架空送电线路鸟害区域。要深入线路沿线，摸清鸟活动频繁的铁塔，有鸟巢和发生过鸟害的铁塔，上述杆塔应作为重点鸟害区域

8.2 加强线路巡视，若发现铁塔挂点上方有鸟巢，必须尽快拆除，并安装防鸟设施。

8.3 对鸟害区域，必须在每年十一月上旬前安装好防鸟设施，更换已发现的零值瓷瓶，重点采用防鸟刺、防鸟罩、防鸟挡板、风车、反光镜、经鸟牌、高频声音发生器、在经常筑巢的附近挂死鸟、装上假人等，作好防鸟害准备工作（见图9.3-9.10）。

8.4 在鸟害季节里，线路运行维护人员应重视群鸟和大鸟活动情况观察，重视防鸟设施巡视和维护工作，发现损坏的和有必要增添防鸟设施情况，应及时更换和安装。另外还应重视鸟害区资瓶表现脏污情况观察，对鸟粪污染和表面脏污的资瓶及时安排带电清扫。

8.5 要完善和开发新的防鸟设施。

8.6 建立防鸟工作资料台帐，做到记录与现场情况相符。

9.防自然灾害

输电线路自然灾害(包括大风、覆冰、洪水、泥石流、落石引起杆倒或变形，大风、覆冰引起导线舞动短路、断线等)

9.1 大风倒杆、覆冰倒杆的原因

9.1.1 大风或覆冰超过设计标准。

9.1.2 杆塔螺栓松造成整个杆塔结构强度降低。据平时观测，各地区有很多耐张塔都有内倾现象，这就是由于杆塔螺栓松造成的。前面已提到，使用常用工具，人的手扳力紧杆塔螺栓难以达到螺栓扭矩要求。如果验收没有抽检查螺栓扭矩，就会使很多杆塔结构不满足要求的线路投入运行。而运行后又没有采取措施去消除，运行规程规定：杆塔紧固螺栓，5年1次，新线投运1年后需紧固1次，实际上，根本没有哪个公司能执行。

9.2 防洪水冲刷倒杆

要防止此类事故，要求在设计选线时避开洪水冲刷区、远离易落石区或采取措施。对于运行中的线路，进行易冲刷区的划分，加强其防洪检查。

9.3 预防措施

对线路沿线的微气候进行调查、观测（有特征），找出一些最大风超过设计风速或最大覆冰超过设计覆冰的微气候，对其杆塔、基础进行加固。检查对运行线路的杆塔进行螺栓紧固。

10.结束语

防范自然的、人为的各种影响因素，做好各类检修与维护工作，促进输配电线路的安全、正常运行。输配电网络存在问题是客观实事，这就要求各级供电企业高度重视起来，依靠科学的安全运行管理制度和经验，不断开展规范化管理，完善岗位责任制，不断加强制度建设，城市电网建设是市政基础设施建设的重要组成部分，是地区经济建设和发展的有力保障。

参考文献

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