浅析影响输电线路安全的因素

影响输电线路安全的因素大体分为两类，即日常时间积累发生的磨损老化和外界因素引起的突发性故障。这两类因素均能引发故障跳闸，中断供电运行，严重时可使电网瘫痪。其中，时间积累因素可以人为控制，引起故障的几率极小，而外界环境气象（包括雷击、台风、山火、冰害、污秽度、温湿度、气压、鸟害等）因素不可控性高，引起故障的几率极高，破坏力大。

1.雷击

雷电天气在雨季普遍存在，随机性大。在野外架设的大量输电线路，具有铁塔档距大、高度相差大的特征，使线路耐雷水平相对较差，容易遭受雷击。恶劣地势处，单回线路较多，没有平行线路提供的屏蔽及分流保护，加大了雷击事故的发生率。雷击跳闸在输电线路故障中占比最大，且电压等级越低，雷击故障几率越高。

雷电放电时，积雨云层电荷积累，形成强大的静电高压电场，与大地携带的大量负电荷发生碰撞中和，释放的能量高，电压可高达几百万伏，电流可高达几千安，产生的过电压波陡度高、幅值大，引发线路绝缘闪络跳闸。闪络跳闸属于瞬间故障，重合闸动作成功率高，可恢复导电通路，但严重时，会导致线路断线，绝缘子碎裂，或沿线路侵入变电站，高温熔断导线，威胁破坏电力设备的绝缘强度。

为降低输电线路雷害事故发生的几率，要防闪络、防建弧、防直击、防线路中断供电。采用如下保护措施：①架设避雷线；②增设耦合地线；③降低铁塔冲击接地电阻；④采用中性点非直接接地系统；⑤加强线路绝缘水平；⑥装设自动重合闸；⑦装设管型避雷器；⑧采用不平衡绝缘、双回路成环网供电等方式。

2.台风

台风天气伴随着狂风暴雨现象，输电线路会发生导线舞动、风偏、断线、倒塔等事故。断线、倒塔容易出现南北解网，随着电力系统对输电线路设计风速值加大，断线、倒塔事故发生几率减少，但导线剧烈摆动、风偏放电、外飘物破坏引发事故的几率高。

风速大，输电线路舞动幅度大，减小了导线与铁塔、导线相与相之间的空气间隙，空气间隙分布又不均匀，使间隙内的电压强度发生不同程度减小，不能承受运行的电压值，出现击穿放电。

若同时存在暴风雨，则雨水使空气电阻值降低，导线间易发生短路，使放电几率增大，此过程发生的频率高、反复持续性长、随机性大、振幅大，会造成闪络、击穿、跳闸等故障，且线路跳闸后重合率低，人为作用弱，恢复供电时间长。除此之外，还会引起绝缘子串、金具、横担等支撑、辅助材料及设备的机械故障，造成巨大经济损失。

对于风速低的振动线路，大部分线路被安装了防振装置即可控制，遇到强风速时，可采用如下措施：①增加防振锤、加装重锤装置，以增加输电线路垂直负荷承载能力，降低线路左右摆动幅度；②安装阻尼线、护线条、增加分裂根数，加固导线，保障导线相间、与铁塔间的安全距离；③采用V型绝缘子串的悬挂方式，增强绝缘子抵抗随风横向漂移的现象，缩小绝缘子串风偏摇摆角；④在设计塔型、架设输电线路时，考虑在导线间留有较大距离，下移挂点，或加长、加宽横担。

3.山火

受高温、人为等因素影响而引发的山林大火，使空气长时间持续温度高、湿度低的状态，位于山区地势内、跨越森林植被的输电线路与大地之间或相线之间，因空气粒子热游离上升、带电电荷增多、粒子运动速度加快、形成导电通道而发生线路闪络跳闸的情况，占山火跳闸的90%%uFF0C为山火跳闸的主要原因，还包括高温烧损线路绝缘、导线对铁塔放电的情况。

对山区内的输电线路，考虑地势地貌和经济因素，通常同塔架设两回或多回线路，若发生山火，则容易造成同一输电走廊上的多回线路同时发生故障跳闸，又因山林火势易大规模延展、持续性长，会产生大量高温浓烟浓雾，线路重合闸重合率低，要等到火势减小、烟雾散开、空气环境和导线温度降低后才能强送，难以采取人为恢复的方式，故线路中断供电时间长，且同一时间内，受影响的线路多，危害电网运行安全。

针对山火现象，要从火灾的防范措施入手来降低山火的发生率：①对塔基附近的树木高度、数量、种类做好控制；②建立应急响应措施，留有足够长度、宽度的安全通道；③线路保护系统可靠、灵敏；④建立实时监测系统，并提升监控效果；⑤分季节、分时段、分天气状况，加大线路巡检，消除隐患。

4.冰灾

冰灾包括冻雨、霜冻、结冰、积雪现象。自然环境气侯异常，冷热交替不定，都会使输电线路和绝缘子串覆冰，线路、铁塔的承重量增大，导线受风面积、弧垂增加，引发导线不稳定的连续振动、舞动，严重会发生断线、倒塔等事故。绝缘子串若积雪结冰，则融化时的冰水会导致绝缘子短路，发生冰闪跳闸。

据统计，在冰污结合的情况下更易形成冰闪，因此，为防止冰闪，需增加线路、绝缘子串的污秽清扫，提高清洁度；增大爬电距离，防止由于绝缘子伞间距离小而发生积雪结冰；采用V型绝缘子串、倒V绝缘子串布置方式，双联串应增大串间距，以提高闪络电压。对导线覆冰舞动的情况，应采用融冰技术，加速覆冰的融解速度或采用加强型相间间隔棒，增加导线相间距离，减少因导线摆动多、幅度大引起导线相间距离小而发生的击穿放电现象。

5.其他

1）污秽度。输电线路跨度长，受大气污染物、盐度、烟雾、尘埃等影响，会导致导线表面会积累污秽，因高压输电线周围电场较大，易发生电晕现象，产生大量带电粒子，带电粒子附着污秽，增大带电粒子的导电率，易发生放电。故对输电线路要做好及时清扫工作。

2）温度。高温增强了导线表面温度，使原本高压输电线路上的热量难以消散，散热性差，导致线路有持续较高的温度，引起导线弧垂增大，减小了导线与地面、交叉跨越物间的安全距离，从而发生放电，造成线路跳闸。故可适当地增加导线与大地、导线相之间的距离。

3）湿度。随着水分子增多，附着在线路表面，使导线周围电荷吸收电子形成负离子，减弱游离能力，使击穿电压增高，局部电场增强，易产生电晕，导致电能损耗，产生电压降。故对导线绝缘材料选取时，应注意材料的憎水性和憎水迁移性。

4）气压。随着海拔增加，空气逐渐稀薄，密度降低，气压下降，使输电导线与大地、导线相与相之间的击穿电压降低，易发生击穿。故在地势海拔较高处，应降低架线高度。

5）鸟害。鸟类喜好口叼枯树枝在铁塔上筑窝，若树枝放置靠近或掉落到输电线路上，则易发生短路。大型鸟类在导线相间展翅飞行或相互嬉闹时，易触碰多条导线，造成相间短路或线路接地跳闸事故。故可在线路或铁塔上做特定标志，使鸟类害怕，远离输电线路。

恶劣环境气候等因素对输电线路破坏力大，会引起输电设施故障或损坏，造成停电、换线损失，影响线路运行条件、传输容量和输送能力，中断电力供应，严重时导致电网解列运行，带来巨大的经济损失。本文从安全角度分析输电线路在雷击、台风、山火、冰灾、污秽度、温度、湿度、气压、鸟害的不同条件因素下，对输电线路造成的安全风险和成因以及防治措施，以期相关电力系统、部门和相关技术人员多加强机理研究，进行合理设计，科学有效防治，从而保障输电线路安全可靠的稳定运行。