浅谈电力系统中输配电安全问题的分析与研究

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摘 要：随着我国智能电网的快速发展及电压等级的升高,输配电线路作为电网的重要环节，已经显得十分重要；本文作者结合自身的工作经验，从绝缘子的防污、输配电线路防雷及防风等几方面进行分析和阐述，并提出相应的预防措施，以提高电网安全性，可供同行人员参考。

关键词：输配电线路；安全性；措施

中图分类号：TM726文献标识码： A 文章编号：

1、线路绝缘子的防污

所谓污秽闪络，就是积聚在线路绝缘子表面上的具有导电性能的污秽物质，在潮湿天气受潮后，使绝缘子的绝缘水平大大降低，在正常运行情况下发生的闪络事故。绝缘子表面的污秽物质，一般分为两大类：

(1)自然污秽空气中飘浮的微尘，海风带来的盐雾(在绝缘予表面形成盐霜)和鸟粪等。

(2)工业污秽火力发电厂、化工厂、玻璃厂、水泥厂、冶金厂和蒸汽机车等排出的烟尘和废气。

绝缘子表面的自然污秽物质易被雨水冲洗掉，而工业污秽物质则附着在绝缘子表面构成薄膜，不易被雨水冲洗掉。当空气湿度很高时，就能导电而使泄漏电流大大增加。如果是铁塔，可使绝缘子发生严重闪络而损坏，造成停电事故。此外，有些污秽区的线路绝缘子表面，在恶劣天气还会发生局部放电，对无线电广播和通讯产生干扰作用。

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，叮以采取下列措施：

(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10.6～10.8Ω，在运行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。

2、加强输配电线路的防雷、防风工作

由于输配电线路的分布错综复杂，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，白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雷击跳闸塞，每lOOkm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：

(1)使输配电线路不直接受雷。

(2)线路受雷后，绝缘不发生闪络。

(3)闪络后不建立稳定的工频电弧。

(4)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，对导线有耦合作用，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1lOkV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)架设耦合地线。即在导线下方架设地线的措施，是增加避雷线与导线间的耦合作用，以降低绝缘子串上的电压。耦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耦合作用，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。

随着我国电网建设的迅速发展，电网规模迅速扩大，通过复杂地形及恶劣气候条件地区的输电线路日益增多。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，应结合已有的运行经验，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，特别是飑线风的数据收集，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。

3、结束语

综上所述，输配电线路作为电网的重要环节，输配电线路能否做到安全、可靠、优质、经济运行，依赖于科学性管理。运行单位必须建立健全岗位责任制，运行、管理人员应掌握设备状况和维修技术，常分析线路运行情况，提出并实施预防事故、提高安全运行水平的措施。