输电架空线路故障分析探讨

摘要：降低输电线路跳闸率，保证线路安全可靠运行是当前输电架空线路运行中的重点和难点。本文主要从输电架空线路故障类型出发，确定其故障分析要素，包括初步分析、分类排除、重点监测等，快速实现输电线路故障分析和确认，形成有效的故障处理方案，为输配电运维和管理提供有效的数据支撑。

关键词：架空线路；故障；分析方法；监测

随着人们用电需求的不断加大，输电架空线路故障不断加剧。尤其是进入21世纪后，高压架空线路跳闸故障率居高不下，严重影响了人们的用电质量和用电安全。为此，必须全面采集高压架空线路跳闸故障信息，从环境数据、运行数据、设备数据等出发确定故障原因，对其进行归纳和总结，形成快速故障查找和分析方法，最大限度规避输电架空线路故障发生，保证配电网安全、可靠运行。 1 输电架空线路故障分析方法 1.1 故障分析原则

（1）分类分析。快速排查故障因素，依照环境因素、运行状态、设备因素等形成初步判断，快速查找；

（2）快速到场。线路发生故障后，尽管到达故障点的时间越短，故障检出的效率越高； （3）全面准备。接到调度命令后决不能盲目地立即巡线，而应一边及时召集必要的事故巡视人员做巡线的有关准备，一边利用较短的时间，向有关部门收集、索要事故数据并进行全面细致的故障分析，以确定合理查找范围，进而缩短查找时间。 1.2 故障分析要素

1.2.1 分析跳闸信息，初步把握情况

输电架空线路故障发生后应第一时间对故障点进行查找。可借助供电局调度运行管理系统中的故障录波（见图1）初步判断故障测距、故障相别和保护动作情况等。

图1 110kV及以上线路跳闸故障信息

（1）按照故障测距数据杆塔明细表累计出相对应的杆塔，按照装置测距误差5%~10%的比例（一般按10%掌握）初步确定故障区间，再结合以往线路跳闸的经验数据修正； （2）依据保护动作情况，对可能的故障进行定性。如误碰体的通流能力较小时重合成功概率较大；导线、绝缘子等上面没有悬挂大件异物时重合成功率较大等。

（3）依照故障相别情况分析输电架空线路是否存在短路。一般接地主要为中性点接地，即该点的对地电压远远小于正常相的对地电压。除此之外，还需分析是否为两相接地短路、三相接地短路等。

1.2.2 依照故障情况，具体分析原因

恶劣气象条件是影响输电线路运行的主因，雷雨天气易出现雷击，暴风天气易出现漂浮物吹挂导线上或造成断线、倒塔，浓雾天气绝缘子有可能污闪，大雪无风天气由于导线上积雪过多易断线，雨加雪冰冷天气线路会因覆冰断线。以输电架空线路雷电灾害为例，在分析时需运用好雷电定位系统，借助数据采集、数据分析、数据应用单元快速判断雷电对架空线路的影响，测定雷击发生点信息，包括故障时间、故障位置、雷电幅值、回击次数等。 如图2所示，输电架空线路雷电故障查询中就可以直接借助雷电定位系统直观看出线路周围落雷数量、密度和位置，也能在数据表中准确查询到跳闸前后时间段的落雷数量，各个雷电流幅值、极性和与最近杆塔的距离，快速确定故障杆塔区段。

图2 输电架空线路雷电故障定位系统 1.2.3 实时在线监测，快速查找致因

我国输电网中已经开始运用输电线路导线温度在线控制监测装置、微气象环境在线监测装置、杆塔振动在线监测装置、视频在线监测装置等，在该基础上形成智能电网，完成了输电架空线路的实时监测。在故障分析中人员可借助在线监测信息实现历史信息对比、隐患区段重点分析、故障现场数据监查，从而快速查找架空线路故障原因。

以输电线路特殊区段台账（见图3）为例，在发生跳闸故障可根据线路辖区的气候、天气、风力，还有线路负荷等因素对线路特殊区段逐一排查。当现场环境异常时需优先考虑，分析是否为大风、暴雨、暴雪等导致线路故障；当环境正常时则要对施工现场、设备老化等情况进行检查，确定是否为人工破坏、设备损坏等导致。

图3 输电架空线路特殊区段在线监测数据 2 输电架空线路故障分析的运用 2.1 在雷电故障分析中的运用

雷电故障是当前输电架空线路运行中的常见故障，占跳闸总数的50%左右，多发生在每年4～9月份。该故障往往是由于雷击后线路绝缘损坏导致，多为单相接地，绝缘子会出现放电痕迹，故障波形为正弦波，可直接进行故障定位和检测。

为此，在输电架空线路故障分析过程中应首先查找雷电定位系统，注意查询的跳闸时间要准确，其次根据调度给出的保护或录波故障测距计算出杆号，故障点基本上在这个计算杆号的前后5基杆塔的范围内，进行登杆检查才能发现故障点。

而在故障情况分析时往往要先检查复合绝缘子、钢化玻璃绝缘子情况，依照不同故障现场确定对应雷击具体位置。一般复合绝缘子被电弧烧过后，其表面一般会有白粉（氢氧化铝）析出，或在均压环上有放电痕迹；玻璃绝缘子被电弧烧伤的痕迹一般不明显，但仔细看能看到轻微的反白和皱擢，钢帽也会有烧伤痕迹，部分还出现自爆。 2.2 在漂浮物故障分析中的运用

漂浮物主要包括磁带条、锡箔纸、汽球广告标语、广告条幅、农田薄膜等。在大风天气这些漂浮物很容易悬挂在架空线路上，导致线路短路或接地。该故障一般为非金属性接地故障（高阻接地故障），故障发生时，较小的异物往往被烧毁，留下细微烧伤痕迹，重合闸成功。而大风天气刮上金属性物体或较大件的汽球广告标语、农田薄膜等异物在小雨、浓雾天气引发线路短路，严重时甚至造成区域线路烧毁，需全面重视。

在对该故障进行分析时需要根据线路运行资料记载的漂浮物特殊区段和结合计算录波故障测距点前后杆塔快速巡视或登杆检查。同时，还需要注意沿线情况，及时掌握居民用电状况、环境状况、线路状况等，快速确定漂浮物故障位置，降低输电架空线路故障风险。 2.3 在施工故障分析中的运用

由于施工单位及其组成人员比较复杂，工过程中对输电线路不采取相应的防护措施，很容易造成吊车、水泥泵车等施工机械碰撞导线，使输电线路跳闸。这类故障一般为金属性接地故障的波形为正弦波，故障测距离准确，大部分出现在良好天气，发生跳闸的时候，会伴随发生巨大的响声和火光（火球），较容易查找。在该故障分析时需根据线路运行资料记载的施工特殊区段和结合计算录波故障测距点前后杆塔快速地面巡视。大多施工导致的输电线路故障往往会在导线上留下白色印记，烧伤严重的会断股；吊车、水泥泵车或翻斗车上会留下电击点或爆胎，地面上一般会留下若干片黑色的电击点等，在现场故障分析中需全面重视。 2.4 在鸟害故障分析中的应用

输电架空线路鸟害故障主要包括筑巢类故障、鸟粪污闪故障两种，需结合具体情况进行针对分析和处理。

（1）筑巢类故障分析。鸟类筑巢过程中的柴草留在线缆上，鸟类停驻在线缆上等均可能导致线路短路。这类故障大多均为非金属性单相接地故障，在导线或横担上会有细小电击点，且在在横担绝缘子挂点附近都会有杂草或鸟窝留下，较容易查找。故障分析时可以根据线路运行资料记载的鸟害特殊区段情况、计算录波故障测距点情况等进行初步位置确认，然后再检查前后杆塔，有鸟窝的杆塔登杆重点检查。

（2）粪便类故障分析。鸟类生活在架空线路上的排泄物往往会留在线路上，一旦大雨、气候潮湿时鸟粪的电阻变小，很容易出现线路闪络。这类故障大多为高阻接地故障，一般都能重合成功，大部分发生在深夜至凌晨网上负荷较小，系统电压较高的这段时间。为此，在故障分析时可以根据线路监测中的塔杆信息、鸟群位置、鸟窝情况等逐步确定粪便故障点，然后再登杆检查。架空输电线路跳闸后瓷瓶上会有明显的爬弧痕迹，要从这些爬点中查找故障点。

2.5 在风偏故障分析中的应用

输电线路的风偏闪络也是影响线路安全运行的因素之一。发生风偏闪络的本质原因是由于在外界各种不利条件下造成输电线路的空气间隙距离减小，当此间隙距离的电气强度不能耐受系统运行电压时便会发生击空放电。这类跳闸一般发生在雷雨之时，容易和雷击跳闸混淆。

为此，在对该类故障分析时可以针对计算录波故障测距点前后杆塔登杆检查。跳闸一般会在跳线和耐张瓷瓶或金具上留下明显放电痕迹，尤其是跳线上会留下一点或一串白色电击点（严重的会断股），而耐线瓷瓶侧的痕迹有时需仔细查找才能发现。 3 总结

输电线路故障分析过程中要做好各项影响因素的分析，依照环境状况、设备状况、运行状况等全面把握输配电数据，并结合在线监测系统快速实现初步定位。与此同时，还需要对影响因素进行全面检查，对做好不同类别设备信息的采集和巡检，结合现场故障情况形成对应处理方案，快速恢复输电，提升架空线路运行的经济效益。 参考文献：

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