高壓架空線路故障原因與防雷措施
摘 要：輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分 ，擔(dān)負(fù)著輸送和分配電能的任務(wù)，并聯(lián)絡(luò)各發(fā)電廠、變電站使之有效運(yùn)行。近年來 ，對(duì)輸電線路工程的質(zhì)量要求比過去更加嚴(yán)格、規(guī)范，高壓架空輸電線路的施工，必須考慮對(duì)溫度、雷擊、電磁等多方面因素進(jìn)行故障預(yù)防處理，這就對(duì)高壓架空線路的施工技術(shù)，提出了更為嚴(yán)格的要求。
關(guān)鍵詞：高壓輸電線路,故障原因,防雷措施
1對(duì)高壓架空線路的故障分析及對(duì)策
在高壓架空線路的施工過程中，必須有針對(duì)性的做好故障預(yù)防工作，降低外界因素對(duì)架空線路造成的不利影響。筆者結(jié)合自身的工作實(shí)踐，總結(jié)了目前高壓架空線路施工中常見的幾種故障形式。
(1)雷擊故障。因雷擊引起的架線施工故障形式是多樣的，主要包括爆裂、斷線、配變毀壞等，多數(shù)地區(qū)在進(jìn)行高壓架空線路施工時(shí)，都采用并溝線夾當(dāng)成線路的連接器，有的施工操作直接省去并溝線夾，這一做法常常會(huì)造成導(dǎo)線連接故障，使得高壓設(shè)置難以承受雷電襲擊。
(2)桿塔故障。電力工程中的桿塔在設(shè)計(jì)上都是以最大設(shè)計(jì)風(fēng)速25m/s為標(biāo)準(zhǔn)，臺(tái)風(fēng)級(jí)數(shù)在10級(jí)左右，但某些工程為了降低工程投資成本，偷工減料，常常違背桿塔設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)施工，在填埋桿塔基礎(chǔ)時(shí)不牢固或深度不足，導(dǎo)致臺(tái)風(fēng)中的桿塔承受不了風(fēng)力出現(xiàn)倒塌故障。
(3)短路故障。由于施工人員專業(yè)知識(shí)與技能的缺乏，在架空線路接線時(shí)沒有分清具體的線路，對(duì)于架空線路的設(shè)置未能仔細(xì)研究，這些施工準(zhǔn)備的不足，帶來的直接后果就是架空線路相間短路而迅速跳閘，故障情形嚴(yán)重時(shí)，將導(dǎo)致整個(gè)線路燒火，影響線路作用的發(fā)揮。
(4)溫度故障。在施工過程中，常會(huì)遇到冬季施工，由于溫度過低，很容易給高壓架空線路施工帶來不便，如線路受凍、連接異常等，雖然引發(fā)這些故障的原因很明確，但由于故障處理難度較大，特別是高空、低溫的作業(yè)環(huán)境會(huì)阻礙施工人員施工的順利展開。
2檢修方法
高壓架空線路施工故障給整個(gè)電力工程所帶來的負(fù)面影響具有很大的破壞性，提高高壓架空線路的檢修技術(shù)是提早發(fā)現(xiàn)故障的有效措施，能夠?yàn)闄z修人員提供真實(shí)可靠的故障信息。目前，架空線路的檢修技術(shù)主要包括：
(1)導(dǎo)地線檢修。進(jìn)行導(dǎo)地線切斷重接施工時(shí)，需提前將元件做好連接，并進(jìn)行相應(yīng)的機(jī)電性能試驗(yàn)，待元件通過檢驗(yàn)后，方能用于檢修，若導(dǎo)線截面較小，需利用螺栓式耐張線夾完成連接，要結(jié)合實(shí)際情況制作導(dǎo)地線，并保證其耐壓強(qiáng)度能達(dá)到理論計(jì)算拉斷力的要求。
(2)桿塔檢修。對(duì)于出現(xiàn)裂紋或裂縫的混凝土電桿，需參照桿塔的尺寸大小，結(jié)合打套筒、加裝抱箍等補(bǔ)強(qiáng)、加固技術(shù)及時(shí)檢修處理，當(dāng)遇到桿塔腐蝕時(shí)，施工過程中可添加涂刷防腐技術(shù)，對(duì)電桿鋼圈接頭及電線等做好防腐處理，以避免架空線路出現(xiàn)老化問題。
(3)拉線檢修。拉線檢修技術(shù)主要包括調(diào)整、補(bǔ)修、更換，拉線斷股在修補(bǔ)范圍內(nèi)可運(yùn)用纏繞方式進(jìn)行檢修。在更換過程中要對(duì)拉線進(jìn)行必要處理，絕對(duì)禁止采取臨時(shí)拉線、非標(biāo)準(zhǔn)拉線來替代永久拉線，在拉線檢修后應(yīng)保證其機(jī)械強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
(4)絕緣子檢修。對(duì)線路中的連接金屬銷做好檢查工作，主要檢修項(xiàng)目包括脫落、銹蝕、偏斜、裂紋、變形等，特別是瓷質(zhì)絕緣子，需要分析其是否存在閃絡(luò)、灼傷、損壞等異常情況，檢修之后，可根據(jù)實(shí)際需要對(duì)絕緣子進(jìn)行更換，絕緣電阻使用5000V絕緣搖檢測(cè)，保證電阻值在500M~
以上。耐張式絕緣子在架空線路中較常見，如圖1所示。
3監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
技術(shù)的進(jìn)步，使得電力工程施工引進(jìn)了各種較為先進(jìn)的監(jiān)控技術(shù)，主要是為了能在日常運(yùn)行過程中對(duì)高壓架空線路工程進(jìn)行監(jiān)控。設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工故障以制定及時(shí)的處理方案，保證施工的順利進(jìn)行。
(1)氣象監(jiān)控系統(tǒng)。微氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)對(duì)象為輸電線路走廊微氣象環(huán)境數(shù)據(jù)，通過在線監(jiān)控的方式，能夠及時(shí)掌握溫度、風(fēng)速、氣壓等自然氣象參數(shù)，并對(duì)系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)處理后形成一個(gè)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)曲線，這種監(jiān)控能夠?yàn)槭┕ぜ夹g(shù)人員提供數(shù)據(jù)資料，方便其制定施工計(jì)劃，避免線路出現(xiàn)故障。
(2)報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)。為防止架空線路相關(guān)的裝置被非法人員盜取，在線路施工時(shí)，可安裝報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)，通過探測(cè)器對(duì)振動(dòng)、熱能的感應(yīng)，在架空線路出現(xiàn)短路時(shí)，能夠及時(shí)發(fā)出報(bào)警，并以無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸給監(jiān)控中心，以及時(shí)實(shí)施短路故障處理。報(bào)警系統(tǒng)的運(yùn)用需要配備相應(yīng)的監(jiān)控管理中心，其運(yùn)行模式如圖2所示。
(3)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。在高壓架空輸電線路中常會(huì)運(yùn)用到遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其主要是結(jié)合數(shù)字視頻壓縮技術(shù)，利用無線通訊設(shè)備將高壓架空裝置附近的情況輸送至監(jiān)控中心，以在線路出現(xiàn)異常情況時(shí)發(fā)出報(bào)警，此系統(tǒng)還能融合紅外探測(cè)技術(shù)實(shí)施24h監(jiān)控輸電線路。
(4)覆冰監(jiān)控系統(tǒng)。在冬季，由于溫度的降低，常給架空線路的運(yùn)行帶來巨大的阻礙，為防止線路受凍而影響其使用性能，可在鐵塔上安裝覆冰自動(dòng)監(jiān)測(cè)站，對(duì)絕緣子垂直負(fù)荷大小進(jìn)行監(jiān)控，以獲得風(fēng)壓系數(shù)、絕緣子傾斜角、導(dǎo)線等值覆冰厚度的數(shù)字模型，避免大范圍停電故障的出現(xiàn)。
4防雷措施
由于高壓架空輸電線路長期暴露于自然外界，因而在雷雨天氣很容易遭到雷電的襲擊，加上架空輸電線路經(jīng)過的地方多數(shù)是山林區(qū)域，使得遭遇雷擊的概率大大提高，這也是造成架空線路施工出現(xiàn)故障的主要因素。
(1)絕緣體。絕緣體性能的增加能夠很好的避免架空輸電線路遭到雷電流的襲擊�？紤]到高壓輸電線路多數(shù)地段使用的都是大跨越高桿塔，使得桿塔落雷的頻率大增，同時(shí)，高塔落雷過程中，由于塔頂電位較高，因而需要進(jìn)行線路絕緣，主要采取對(duì)高桿塔添設(shè)更多的絕緣子串片數(shù)，擴(kuò)大導(dǎo)線、地線的距離，增強(qiáng)線路絕緣效果。
(2)避雷線。在高壓架空線路中，設(shè)置避雷線是防止遭到雷擊的常用方式，且防雷效果也十分理想。避雷線運(yùn)用在高壓輸電設(shè)置中，其最大的作用在于避免雷電直接襲擊導(dǎo)線，還能對(duì)強(qiáng)大的雷電流進(jìn)行分解，這樣就能很好地降低流經(jīng)桿塔的雷電流，通過降低各地線路絕緣子的電壓進(jìn)行防雷，且避雷線在安裝使用時(shí)較為方便，是架空心線路施工比較普遍的防雷技術(shù)。避雷線的設(shè)置，如圖3所示。
(3)消雷器。電力技術(shù)的發(fā)展，使得諸多防雷裝置被研制并運(yùn)用到電力工程中，消雷器則屬于新型的直擊雷防護(hù)設(shè)備。從目前架空輸電線路上運(yùn)用消雷器的運(yùn)行情況看，其防雷效果比預(yù)期好，不僅能避免線路遭到電擊，還能為架空線路施工創(chuàng)造有利條件，尤其在防止線路故障的發(fā)生方面，性能極為優(yōu)越。
(4)降阻劑。使用接地降阻劑在于降低電阻值，研究資料指明，運(yùn)用降阻劑能夠促使接地電阻隨時(shí)間的推移而減小。降阻劑的使用綜合了物理學(xué)、化學(xué)等多方面學(xué)科的知識(shí)，且降阻劑自身的pH值大多在7.2~8.2之間，其中性、偏堿的特性能夠鈍化接地體，從而增強(qiáng)了線路的抗腐蝕能力，提高線路防雷性能。
5結(jié)語
電力工程的不斷發(fā)展，使得高壓輸電線路施工變得更加普遍，尤其是高壓架空線路的施工逐漸成為電力工程的重要組成部分。但由于受到外界環(huán)境因素的影響，當(dāng)前高壓線路施工意外事故的發(fā)生率大幅度上升，這不僅影響了工程的施工進(jìn)度，也威脅了施工人員的安全，因此，在架空線路的施工過程中，技術(shù)人員應(yīng)該根據(jù)線路的常見故障做好預(yù)防處理，并采取線路監(jiān)控、裝置檢修、防雷處理等措施來提高高壓架空線路的使用效率。
