输电线路运行故障的分析与防治研究

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

阳志鹏

国网湖南省电力有限公司郴州供电分公司

摘要

输电线路作为电力系统的核心组成部分,承担着电能传输的关键任务,其运行稳定性直接影响电力供应的可靠性与安全性。输电线路常以地形以山地、丘陵为主,气候复杂多变,雷击、覆冰、外力破坏等因素频繁引发输电线路故障,给当地供电公司的运维工作带来严峻挑战。本文以供电公司输电线路运维实践为基础,通过分析该地区输电线路常见故障类型及成因,结合地形、气候等地域特点,提出针对性的防治措施,旨在为提升输电线路运行可靠性、降低故障发生率提供实践参考,保障电力系统安全稳定运行。


关键词

输电线路;故障分析;防治措施;供电可靠性;供电公司

正文


一、引言

 

随着经济社会的快速发展,工业生产与居民生活对电力的需求日益增长,输电线路作为电能输送的“大动脉”,其运行状态直接关系到区域电力供应的连续性与稳定性。输电线路多穿越山区、林地等复杂地形,同时受亚热带季风气候影响,暴雨、雷电、冰雪等极端天气频发,加之外力破坏、设备老化等因素,导致输电线路故障时有发生,不仅影响供电质量,还可能造成重大经济损失。

 

供电公司作为区域电力供应的责任主体,始终将输电线路运维管理作为工作重点,不断探索故障防治的有效途径。本文基于供电公司输电线路的运行数据与运维经验,系统分析常见故障类型及成因,结合地域特点制定科学合理的防治策略,为提升输电线路运行可靠性、保障区域电力安全供应提供技术支撑。

 

二、输电线路常见故障类型及成因分析

 

(一)自然灾害类故障

 

1. 雷击故障:夏季雷雨天气频繁,山区地形使得输电线路成为雷电放电的主要通道。雷电击中线路后,会产生瞬时过电压,导致绝缘子闪络、导线烧伤、跳闸等故障。据供电公司统计,2022-2023年雷击引发的输电线路故障占总故障数的35%,是最主要的故障类型之一。

2. 覆冰与舞动故障:冬季气温较低,山区输电线路易出现覆冰现象。覆冰会增加导线重量,导致杆塔受力过大、导线断裂,严重时引发倒塔事故;同时,覆冰导线在风力作用下会发生低频舞动,造成导线相互摩擦、金具损坏,进而引发线路跳闸。

3. 暴雨与山洪故障:夏季暴雨天气易引发山洪、泥石流等地质灾害,冲毁杆塔基础、掩埋线路设备,导致杆塔倾斜、倒塌,造成输电线路中断。此外,暴雨还会导致土壤含水量增加,降低杆塔基础的稳定性,引发次生故障。

 

(二)输电线路鸟害故障特征及成因分析

 

输电线路多穿越山地、林地,鸟类资源丰富,鸟害已成为影响线路安全运行的重要因素之一。据供电公司统计,2022-2023年鸟害引发的输电线路故障占总故障数的8%,主要表现为线路短路、跳闸等。鸟类在杆塔横担、绝缘子串附近筑巢时,会使用树枝、铁丝、干草等材料,这些材料若掉落或接触导线,易造成线路短路;部分大型鸟类飞行时碰撞导线、绝缘子,或排泄粪便污染绝缘子表面,会降低绝缘性能,引发闪络故障。此外,春季鸟类繁殖期、秋季迁徙期是鸟害故障高发时段,山区林地周边线路因鸟类活动频繁,故障发生率显著高于平原区域。

 

(三)设备自身类故障

 

1.  绝缘子损坏:绝缘子长期暴露在户外,受日晒、雨淋、灰尘污染等影响,易出现破损现象,导致绝缘性能下降,引发闪络故障。

2. 2. 导线与金具故障:导线在长期运行中受机械张力、电化学腐蚀、温度变化等影响,易出现断股、磨损现象;金具(如耐张线夹、悬垂线夹)若安装不当或材质不合格,会导致接触电阻增大、发热烧损,进而引发线路故障。

3. 杆塔故障:杆塔基础施工质量不佳、材料腐蚀、长期受力不均等因素,会导致杆塔倾斜、开裂,严重时引发倒塔事故。

 

(四)其他类型故障

 

除上述三类故障外,输电线路还可能因鸟类筑巢、环境污染等因素引发故障。例如,鸟类在杆塔上筑巢时,会使用树枝、铁丝等材料,可能导致线路短路;工业废气、粉尘等污染物附着在绝缘子表面,会降低其绝缘性能,引发故障。

 

三、输电线路故障防治措施

 

(一)自然灾害类故障防治措施

 

1. 雷击故障防治:一是优化线路设计,在雷电活动频繁区域采用防雷性能优异的绝缘子(如复合绝缘子),增加绝缘子串长度,提高线路绝缘水平;二是安装防雷装置,在杆塔顶部安装避雷针、避雷线,在导线两端安装避雷器,疏导雷电电流,降低过电压影响;三是加强雷电监测,利用雷电定位系统实时监测区域雷电活动,及时发布预警信息,指导运维人员开展防雷措施落实。

2. 覆冰与舞动故障防治:一是开展覆冰监测,在易覆冰区域安装覆冰在线监测装置,实时掌握覆冰厚度与发展趋势;二是采取融冰措施,配备直流融冰装置,在覆冰达到预警值时及时进行融冰作业;三是优化线路结构,对易舞动线路更换防舞动导线、加装防舞器,提高线路抗舞动能力。

3. 暴雨与山洪故障防治:一是加强杆塔基础防护,在山洪、泥石流易发区域对杆塔基础进行加固处理,增设防护坡、排水沟等设施;二是优化线路路径,新建线路尽量避开地质灾害高发区域,对已运行线路进行路径排查,对存在安全隐患的段落进行改道;三是建立地质灾害预警机制,与气象、地质部门密切合作,及时获取预警信息,提前采取防范措施。

 

(二)输电线路鸟害故障针对性防治措施

 

针对输电线路鸟害特点,需采取“预防为主、综合管控”的防治策略。在易发生鸟害的杆塔上安装防鸟刺、防鸟挡板、防鸟网等物理防护装置,阻止鸟类在关键部位筑巢;对已筑鸟巢及时进行清理,避免材料脱落引发故障。优化线路设计,新建线路尽量避开鸟类栖息地、觅食区,对已运行线路的危险段落进行改造,增加导线与杆塔横担的安全距离。加强生态保护宣传,通过村社公告、新媒体推送等方式,提高群众对鸟类保护与输电线路安全的认知。建立鸟害故障监测机制,利用视频监控、红外探测等技术实时监测鸟类活动,结合季节特点调整巡查频次,实现鸟害风险的早发现、早处置,有效降低鸟害对输电线路运行的影响。

 

(三)设备自身类故障防治措施

 

1. 加强设备质量管控:一是严格设备采购标准,选择质量可靠、性能优异的绝缘子、导线、金具等设备,杜绝不合格产品进入施工现场;二是规范设备安装工艺,加强施工过程监督,确保设备安装符合技术要求;三是建立设备全生命周期管理档案,记录设备采购、安装、运行、检修等信息,为设备维护提供依据。

2. 强化设备运维检修:一是制定常态化检修计划,定期对输电线路设备进行全面检查,及时发现并处理设备缺陷;二是开展状态检修,利用红外测温、超声波检测等先进技术,对设备运行状态进行实时监测,根据设备状态合理安排检修工作;三是加快老旧设备更新改造,对运行年限长、性能下降的绝缘子、导线等设备进行分批更换,提高线路整体健康水平。

3. 提升杆塔安全性能:一是加强杆塔基础监测,定期对杆塔基础进行沉降观测、腐蚀检测,及时发现并处理基础隐患;二是对老旧杆塔进行加固改造,增强杆塔结构稳定性;三是优化杆塔设计,在复杂地形区域采用强度更高、抗风载能力更强的杆塔类型。

 

(四)其他类型故障防治措施

 

1. 鸟类故障防治:在杆塔上安装防鸟刺、防鸟挡板等装置,阻止鸟类在杆塔上筑巢;定期清理杆塔上的鸟巢,避免鸟类活动引发线路故障。

2. 污闪故障防治:定期对绝缘子进行清扫,去除表面污染物;在污染严重区域采用防污绝缘子,提高线路抗污闪能力;加强环境监测,及时掌握区域污染情况,调整清扫周期。

 

四、结论与展望

 

输电线路故障防治是保障电力系统安全稳定运行的关键环节,针对地形复杂、气候多变、外力破坏风险高等地域特点,供电公司需从自然灾害防护、外力破坏管控、设备运维检修等多方面入手,构建全方位、多层次的故障防治体系。通过优化线路设计、加强监测预警、强化运维管理、提升设备质量等措施,有效降低输电线路故障发生率,提高供电可靠性。

 

未来,随着电力技术的不断发展,供电公司可进一步引入人工智能、大数据等先进技术,构建智能输电线路运维管理平台,实现故障的精准预测、快速定位与高效处置;同时,加强与周边地区供电企业的交流合作,共享故障防治经验,不断提升输电线路运维管理水平,为经济社会高质量发展提供更加可靠的电力保障。

 

参考文献

 

[1] 国家能源局. 电力安全工作规程 第1部分:热力和机械(DL/T 408-2010[S]. 北京:中国电力出版社,2010.

[2] 志东 山地输电线路雷击故障分析与防治措施[J]. 电力建设,2021425):67-73.

[3] 山汉 输电线路覆冰舞动故障机理及防治技术研究[J]. 电网技术,2020448):2987-2994.

[5]  电力线路外力破坏原因分析及防范对策[J]. 农村电气化,20223):45-47.


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