架空绝缘线路运行中常见故障及防范措施

摘 要：随着基础设施建设的进一步发展，高压线路走廊越来越紧张，架空绝缘线路必然成为城市电网建设中较常用的导线之一，有助于解决裸导线路存在的诸多问题，有效的提高了线路的健康水平，增强了线路供电可靠性。但因在线路设计与施工工艺等方面存在的缺陷，导致线路在运行中发生许多故障，影响了线路的稳定运行。文章系统论述了架空绝缘线路在应用中易发生的问题，并针对存在的问题阐述了应采取的措施。 
　　关键词：架空；绝缘导线；问题 
　　1 引言 
　　架空绝缘线路，又称架空绝缘电缆，随着社会经济的发展，架空绝缘线路是近几年在城网建设中发展起来的一种较新型线材，与普通架空裸导线相比，具有许多优点，可解决常规裸导线在运行过程中遇到的一些难题，价格又比直埋电缆造价便宜，因此，在城网与农网改造中广泛为人们所选用。但随着配电网的进一步发展和建设，线路建设越来越长。架空绝缘线路在雷雨季节时常发生雷击断线事故或导线进水氧化等事故隐患，使线路的健康水平大大降低，线路供电可靠性显著下降，提高配电线路运行检修人员的工作强度。 
　　2 架空绝缘线路存在的问题 
　　2.1 雷害事故多 
　　根据某区配网线路运行数据：2009年至2013年间，该区配网线路共发生雷击14次，其中架空绝缘线路发生雷击9次，占该区配电线路雷击故障的64.28%（该区线路绝缘化率为11.89%）。因该区配网使用架空绝缘线路时间较短，无论是新建线路还是改造线路，只考虑线路的绝缘化率的提高，与树线矛盾的问题，却忽略了架空绝缘线路的防雷问题，对线路的安全运行造成一定的影响。绝缘架空导线之所以容易遭受断线的原因是：当雷击绝缘导线时，绝缘导线的绝缘层会对雷电产生的电弧移动形成屏障，导致电弧移动速度较慢，使得工频电弧集中在绝缘层的破坏点。当直接雷击或感应雷击破坏了绝缘导线的绝缘层后，其电弧电流就能导致相间短路，由于电弧部位被固定，绝缘导线发生雷击后比裸导线更容易断线。此外线路上的绝缘子也会因雷击而发生闪络或爆裂，甚至造成导线熔断等事故。 
　　2.2 绝缘进水、导线氧化 
　　绝缘导线在施工过程中，线路终端、接口及“T”接处的切口处，绝缘层未做绝缘处理或绝缘处理不当，水通过毛细管的虹吸作用进入铝导线内，并结聚在弧垂的低处。由于环境污染等因素，特别是在化工区域的雨水带有酸性，与铝产生氧化反应生成白色粉末，这类氧化物在电场的作用下加速对导线的腐蚀，使导线强度降低，出现绝缘层膨胀现象，甚至发生断线，缩短了导线寿命。 
　　2.3 材料选型方面的问题 
　　绝缘导线在附属材料选型中，没有严格按照绝缘导线的使用要求，为了减少资金投入而选用裸导线架空配套使用的相关材料来代替，严重影响绝缘导线的安全使用性能，加快了导线绝缘层的老化和铝导线的氧化腐蚀。非承力接头如跳线、“T”接线、导线与设备的连接处，大量使用绝缘穿刺线夹，穿刺线夹虽然施工方便，但在应用过程中损伤了绝缘导线的绝缘层，同时线夹又伤及到内部导线，若线夹安装方式不当导致线夹与导线接触不良发热、或绝缘护罩处理不当使雨水进入绝缘导线，导致导线腐蚀等，均会使导线发生断线故障。 
　　2.4 施工工艺方面的问题 
　　在导线的放线、紧线过程中未按照规程规定的要求选用滑轮，导致导线绝缘层损伤甚至造成紧线时发生断线故障；接地环安装在耐张线夹的受力侧导线上，由于绝缘层的收缩作用，剥离长度是要变化的，绝缘、防水的措施很可能被破坏，且剥去绝缘层，机械强度下降，受导线振动影响，该点的导线疲劳，容易断线；绝缘线与绝缘子接触部分没有缠绕绝缘自粘带。导线与绝缘子固定扎线使用金属裸线，运行中产生放电烧坏绝缘层，以上几种只是在绝缘线的安装、运行中少数不规则施工方法，由于受架空裸线安装工艺和方法的影响，存在许多不当之处，造成进水、导线从线夹中滑出、导线振动疲劳、局部发热等，影响绝缘线的安全运行，缩短使用寿命。 
　　3 应对措施 
　　3.1 强化中压线路的防雷措施 
　　以上原因说明架空绝缘线路容易引起雷击断线故障，因此在电网建设改造过程中，无论是新建线路还是改造线路，都必须重视架空绝缘线路的防雷措施，如安装避雷器、保护间隙等。 
　　3.1.1 氧化锌避雷器的防雷措施 
　　避雷器是通过泄放雷电流，限制配电线路的感应过电压，达到保护的目的。其过电压保护性能良好，广泛应用于电气线路（设备）的过电压保护，由于避雷器有效保护距离是有限的，所以在全线架空绝缘线路上，安装避雷器存在着安装密度问题。在《架空绝缘配电线路设计规程》中明确表示：应对雷击危害，架空绝缘线路上安装避雷器，重雷区应每隔150米安装一组来提高架空绝缘线路的防雷能力。实践表明，避雷器的安装密度增加，线路感应过电压的事故下降。若线路的每基杆塔均安装避雷器，安装避雷器和加装接地装置需要投入大量资金，运行维护工作量也很大，且避雷器故障和预防性试验将引起线路停电，既不经济又不可靠。根据国外专家研究认为，单纯限制雷电感应过电压事故，每组避雷器的安装密度为200～360m。在某区城区与该区绝缘架空配电线路中一般每隔300米安装一组避雷器。 
　　3.1.2 保护间隙的防雷措施 
　　保护间隙，又称放电间隙。这是一种简单的过电压保护措施。在正常情况下，带电部分与大地被间隙隔开，当线路落雷时，间隙被击穿后，雷电流被泄入大地，即在绝缘线上引出带电导体，一般采用圆形或棒形两种，圆形的钢弯曲成环和两环相网络，保持一定差距，环绝缘体可以串成均衡的效果，棒性材料可用两个圆形材料造成棒形电极，两个电极保持一定的距离，而且在最上一栏安装两个金属电极形成一球电极间隙，以避免烫伤，在18～21.06mm可以有效地满足保护间隙的效要求。保护间隙在中性点不接地系统中，单相保护间隙动作，流过保护间隙的是线路的电容电流，在电弧电流过零时，空气介质恢复强度，电弧熄灭；两相或三相保护间隙同时发生闪络动作，流过保护间隙为工频续流的短路电流，所以，保护间隙是不能切断雷电电流之后的工频短路电流，只能靠断路器保护动作切断电源，恢复保护间隙的绝缘强度，用重合闸配合送电。由于放电间隙动作电压较高，截波时对电气设备严重威胁；实践情况表明，动作放电时会烧坏间隙的电极和附近设备，但能降低断线故障，比较经济。因此，可以选择在耐张杆上安装。