浅谈高压架空线路故障原因与防雷措施

龚灯才

摘 要：随着电力工程的发展，高压输电线路广泛应用，高压架空线路施工量也随之增加。在外界环境的影响下，高压架空线路施工故障时有发生，对施工安全及进度造成不利影响。本文首先对高压架空线路施工故障及其原因进行分析，之后分别从检修、防雷以及监测等方面详细阐述了预防技术。

关键词：高压输电线路；故障原因；防雷措施

高压架空输电线路的施工，必须考虑对温度、雷击、电磁等多方面因素进行故障预防处理，这主要是为了降低施工意外事故的发生率，以及维护电力工程的安全性。这就对高压架空线路的施工技术，提出了更为严格的要求。

1 高压架空线路施工的故障及其原因

在高压架空线路的施工过程中，必须有针对性的做好故障预防工作，降低外界因素对架空线路造成的不利影响。笔者结合自身的工作实践，总结了目前高压架空线路施工中常见的几种故障形式。

①雷击故障。因雷击引起的架线施工故障形式是多样的，主要包括爆裂、断线、配变毁坏等，多数地区在进行高压架空线路施工时，都采用并沟线夹当成线路的连接器，有的施工操作直接省去并沟线夹，这一做法常常会造成导线连接故障，使得高压设置难以承受雷电袭击。

②杆塔故障。电力工程中的杆塔在设计上都是以最大设计风速 25 m/s 为标准，台风级数在 10 级左右，但某些工程为了降低工程投资成本，偷工减料，常常违背杆塔设计标准施工，在填埋杆塔基础时不牢固或深度不足，导致台风中的杆塔承受不了风力出现倒塌故障。

③短路故障。由于施工人员专业知识与技能的缺乏，在架空线路接线时没有分清具体的线路，对于架空线路的设置未能仔细研究，这些施工准备的不足，带来的直接后果就是架空线路相间短路而迅速跳闸，故障情形严重时，将导致整个线路烧火，影响线路作用的发挥。

④温度故障。在施工过程中，常会遇到冬季施工，由于温度过低，很容易给高压架空线路施工带来不便，如线路受冻、连接异常等，虽然引发这些故障的原因很明确，但由于故障处理难度较大，特别是高空、低温的作业环境会阻碍施工人员施工的顺利展开。

2 检修技术

高压架空线路施工故障给整个电力工程所带来的负面影响具有很大的破坏性，提高高压架空线路的检修技术是提早发现故障的有效措施，能够为检修人员提供真实可靠的故障信息。目前，架空线路的检修技术主要包括：

①导地线检修。进行导地线切断重接施工时，需提前将元件做好连接，并进行相应的机电性能试验，待元件通过检验后，方能用于检修，若导线截面较小，需利用螺栓式耐张线夹完成连接，要结合实际情况制作导地线，并保证其耐压强度能达到理论计算拉断力的要求。

②杆塔检修。对于出现裂纹或裂缝的混凝土电杆，需参照杆塔的尺寸大小，结合打套筒、加装抱箍等补强、加固技术及时检修处理，当遇到杆塔腐蚀时，施工过程中可添加涂刷防腐技术，对电杆钢圈接头及电线等做好防腐处理，以避免架空线路出现老化问题。

③拉线检修。拉线检修技术主要包括调整、补修、更换，拉线断股在修补范围内可运用缠绕方式进行检修。在更换过程中要对拉线进行必要处理，绝对禁止采取临时

拉线、非标准拉线来替代永久拉线，在拉线检修后应保证其机械强度达到设计标准。

④绝缘子检修。对线路中的连接金属销做好检查工作，主要检修项目包括脱落、锈蚀、偏斜、裂纹、变形等，特别是瓷质绝缘子，需要分析其是否存在闪络、灼伤、损坏等异常情况，检修之后，可根据实际需要对绝缘子进行更换，绝缘电阻使用 5000 V 绝缘摇检测，保证电阻值在500 MΩ 以上。耐张式绝缘子在架空线路中较常见，如图1 所示。

3 监测系统

技术的进步，使得电力工程施工引进了各种较为先进的监控技术，主要是为了能在日常运行过程中对高压架空线路工程进行监控。设置监控系统，能够及时发现施工故障以制定及时的处理方案，保证施工的顺利进行。

①气象监控系统。微气象监测系统的检测对象为输电线路走廊微气象环境数据，通过在线监控的方式，能够及时掌握温度、风速、气压等自然气象参数，并对系统得到的数据处理后形成一个准确的数据曲线，这种监控能够为施工技术人员提供数据资料，方便其制定施工计划，避免线路出现故障。

②报警监控系统。为防止架空线路相关的装置被非法人员盗取，在线路施工时，可安装报警监控系统，通过探测器对振动、热能的感应，在架空线路出现短路时，能够及时发出报警，并以无线网络信号传输给监控中心，以及时实施短路故障处理。报警系统的运用需要配备相应的监控管理中心，其运行模式如图 2 所示。

③视频监控系统。在高压架空输电线路中常会运用到远程监控系统，其主要是结合数字视频压缩技术，利用无线通讯设备将高压架空装置附近的情况输送至监控中心，以在线路出现异常情况时发出报警，此系统还能融合红外探测技术实施 24 h 监控输电线路。

④覆冰监控系统。在冬季，由于温度的降低，常给架空线路的运行带来巨大的阻碍，为防止线路受冻而影响其使用性能，可在铁塔上安装覆冰自动监测站，对绝缘子垂直负荷大小进行监控，以获得风压系数、绝缘子倾斜角、导线等值覆冰厚度的数字模型，避免大范围停电故障的出现。

4 防雷措施

由于高压架空输电线路长期暴露于自然外界，因而在雷雨天气很容易遭到雷电的袭击，加上架空输电线路经过的地方多数是山林区域，使得遭遇雷击的概率大大提高，这也是造成架空线路施工出现故障的主要因素。

①绝缘体。绝缘体性能的增加能够很好的避免架空输电线路遭到雷电流的袭击。考虑到高压输电线路多数地段使用的都是大跨越高杆塔，使得杆塔落雷的频率大增，同时，高塔落雷过程中，由于塔顶电位较高，因而需要进行线路绝缘，主要采取对高杆塔添设更多的绝缘子串片数，扩大导线、地线的距离，增强线路绝缘效果。

②避雷线。在高压架空线路中，设置避雷线是防止遭到雷击的常用方式，且防雷效果也十分理想。避雷线运用在高压输电设置中，其最大的作用在于避免雷电直接袭击导线，还能对强大的雷电流进行分解，这样就能很好地降低流经杆塔的雷电流，通过降低各地线路绝缘子的电压进行防雷，且避雷线在安装使用时较为方便，是架空心线路施工比较普遍的防雷技术。避雷线的设置，如图 3 所示。

③消雷器。电力技术的发展，使得诸多防雷装置被研制并运用到电力工程中，消雷器则属于新型的直击雷防护设备。从目前架空输电线路上运用消雷器的运行情况看，其防雷效果比预期好，不仅能避免线路遭到电击，还能为架空线路施工创造有利条件，尤其在防止线路故障的发生方面，性能极为优越。

④降阻剂。使用接地降阻剂在于降低电阻值，研究资料指明，运用降阻剂能够促使接地电阻随时间的推移而减小。降阻剂的使用综合了物理学、化学等多方面学科的知识，且降阻剂自身的 pH 值大多在 7.2～8.2 之间，其中性、偏碱的特性能够钝化接地体，从而增强了线路的抗腐蚀能力，提高线路防雷性能。

5 结 语

电力工程的不断发展，使得高压输电线路施工变得更加普遍，尤其是高压架空线路的施工逐渐成为电力工程的重要组成部分。但由于受到外界环境因素的影响，当前高压线路施工意外事故的发生率大幅度上升，这不仅影响了工程的施工进度，也威胁了施工人员的安全，因此，在架空线路的施工过程中，技术人员应该根据线路的常见故障做好预防处理，并采取线路监控、装置检修、防雷处理等措施来提高高压架空线路的使用效率。

参考文献：

【1】.输电线路除冰技术的研究[J].防灾科技学院报，2008，40（20）：98- 100.

【2】忠辉.输电线路施工中故障处理措施的探讨[J].广东科技，2007，16（9）：56- 58.

【3】德忠.对高压输电线路工程设计故障处理分析[J].山西电力技术，2005，19（7）：27- 29.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。