邢政
国网青海省电力公司检修公司 810000
摘要：近年来，随着我国电网加快建设，各电压等级的输电线路快速发展，以国家电网系统为例，110(66)kV及以上电压等级交流输电线路已达到75.5万km，直流输电线路1.44万km，其中500kV线路10.34万km，750kV线路1.27万km，在建在运特高压线路长度超过1万km。由于输电线路覆盖区域广阔，特别是超、特高压线路输电距离长，沿途气象、地理环境复杂，遭遇极端气候侵袭的概率较大。特别是有的重要输电通道常密集布置多条超、特高压线路，在极端气候条件下可能出现多回线路同时跳闸。影响输电线路安全运行的主要故障分别有雷击、冰害、山火、风偏、污闪、鸟害等。
关键词：输电线路，安全，防治措施
前言：输电线路覆盖区域广阔，特别是超、特高压线路输电距离长且有的重要通道密集布置多回线路，沿途气象、地理环境复杂，在极端气候条件下线路跳闸对电网的运行安全可能产生严重的影响。为了分析线路运行安全影响因素及防治措施，在统计近年来高压输电线路跳闸率和运行故障的基础上，分析雷击、冰害、山火、风偏、污闪等主要故障形式及其特点，在此基础上提出了针对性的防治措施，在总结线路运维技术和需求的基础上提出了今后的研究思路和发展方向。
一、故障类型
（一）山火
近年来，部分地区山火频发，对线路安全运行带来严重威胁。如南方电网在2010-01—2010-03期间220kV和500kV线路分别发生山火跳闸68条次和60条次，其中单相故障占比为70.3%，山火引起的单相跳闸的重合闸成功率为52%，而引起的多相跳闸的重合闸成功率仅为36.7%。又如2014年1月，受干燥少雨气候影响，湖南、湖北、江西、四川、福建等地频发山火，500kV及以上电压的输电线路走廊共发生山火223起，造成线路跳闸或紧急停运达67条次，重合闸退出63条次，其中特高压直流线路走廊附近的一次山火状态如图1所示。各地输电线路山火故障频发的原因：1）随着电网的发展，线路途经植被茂密区域的数量增多；2）在冬季干燥季节和春季祭奠时节，由植被环境、气候和风俗引发的山火发生概率有所增加。
（二）冰害
从2005年以来，冰雪灾害多次对电网安全运行造成重大影响，2006-01—2007-06，国网系统由覆冰造成500kV线路跳闸13次，占总跳闸数的8.84%，覆冰造成500kV线路非计划停运4次，占总停运次数的11.11%[9]。特别是2008年的大面积、持续性覆冰造成了输电线路大范围冰闪、舞动、倒塔、断线，据统计，国网系统由于覆冰引起10~110kV线路倒塔14万多基，220kV及以上线路倒塔1500多基，707座变电站停运。近几年来，覆冰灾害多次袭扰电网，仍是影响电网安全运行的主要威胁之一。2014年，受持续的低温雨雪天气影响，重庆、湖南、湖北、江西等地有211条35kV及以上输电线路出现覆冰，部分线路发生冰闪、舞动，有的线路出现了倒塔、断线等现象。
（三）雷击
据国网系统输电线路故障统计分析，2011—2013年3a间雷击引起线路跳闸数占总跳闸次数的比例依次达51.7%、49.3%和47.6%，雷击仍是线路跳闸的主要原因之一。雷击故障中共发生反击698次、绕击1716次。其中110~500kV交流线路绕击跳闸占雷击跳闸总次数的比例见表1。从表中可以发现，随着电压等级的增高，绕击跳闸占雷击跳闸的比例也相应增高。对于110~220kV线路，反击仍占有一定比例。但对于330~500kV线路，雷击跳闸主要由绕击造成。
二、预防措施
（一）建立运维大数据综合分析系统
结合冰区、风区、污区、雷电活动区、山火易发区等数据及线路数据、地理数据、运行数据、气象/微气象数据等，构建输电线路全域数据系统。通过数据挖掘技术，获取特性及规律，建立各类故障分析模型，实现线路故障分析预警、线路设备和运行状态评价等高级应用功能，为极端气候减灾防灾、应急抢修提供决策参考，为差异化设计和运行维护提供技术依据。
（二）研发自动化检测装置和机械化检修设备
随着电压等级的提高和线路数量、长度的增加，为提高运维效率，输电线路的巡检、监测、检测、检修技术及装备需进一步向自动化、机械化、智能化方向发展。在输电线路状态监测和检测方面，利用在线监测和巡检平台增强输电线路的状态感知能力，并结合信息、通信和计算机技术构建智能输电网。在线监测是实现输电线路状态感知的重要技术手段，目前在输电线路上已开展了11类项目的在线监测。但监测装置在实际应用中故障较多，多反映在电子器件的可靠性、电源等方面，今后需进一步研发状态稳定、性能可靠、运行寿命长、耐候性好的在线监测设备。在巡检平台方面，应加大无人机巡线技术的研究和应用，利用机上配备的可见光检测仪、红外成像仪、紫外成像仪、机载激光雷达等对线路进行巡视，为满足现场实用要求，需研制遥控距离达到30km及以上的长距离无人机巡检系统，并具备飞行稳定控制、GPS自主线路导航控制、地理匹配自动控制、线路杆塔自动跟踪等飞行控制功能，使无人机巡线向全自动化方向发展。
（三）研究多种监测方式相结合的一体化监测系统
在极端气候和大范围自然灾害条件下，及山区、高原、冻土区等地区，电网设备监测方法受到极大限制。为从全局、全天候、全天时动态探测线路的状态，有必要深入研究卫星广域遥感遥测技术。卫星遥感技术可在大范围灾害天气下对输电线路走廊的地形、地质、植被、输电线路状况等进行广域监测，包括杆塔损毁监测、地质灾害监测、走廊山火监测等，为线路故障抢修提供有效的监测数据。对于超、特高压输电线路集中分布的重要输电通道，应构建多种监测方式相结合的立体化监测系统。
结束语：
对山火故障应从通道规划、巡防、应急运行等多种措施着手，采取人防与技防相结合的方法减少对线路安全运行的影响。对舞动造成的紧凑型线路相间放电应研制加强型相间间隔棒，通过采用高强度材料、增大设计强度、优化连接结构等方式提高间隔棒连接金具的机械强度，充分发挥间隔棒的抑舞功能。对强风引起的风偏放电、倒塔应优化线路路径走向，实行差异化设计，采用高强度材料提高输电杆塔抗风能力。
参考文献：
[1]胡毅.输电线路运行故障的分析与防治[J].高电压技术，2007，33(3)：1-8.
[2]胡毅，刘庭.输电线路建设和运行中的制约与技术创新[J].高电压技术，2008，34(11)：2262-2269.
[3]胡毅.影响送电网安全运行的有关问题及对策[J].高电压技术，2005，31(4)：77-79.