电力输电线路安全运行的探讨

电力输电线路安全运行的探讨

摘要：输电线路复杂的运行环境、广大的范围和长度，为安全运行造成了困难。首先分析了输电线路可能遇到的各种影响安全运行的问题，然后从管理、继电保护等方面对线路的安全运行进行了分析。认为预防和维护是保障输电线路安全运行的关键，继电保护可以在线路发生故障时降低故障的影响，自动重合闸可以在线路发生瞬时性故障时恢复线路的正常运行，这些都是保障输电线路安全运行的有效措施。

关键词：输配电线路；安全运行；事故；继电保护；自动重合闸 输电线路是电网中传送电能的设备，包括架空线路和电缆。与其他电力设备相比，输电线路的特点为长度较长、覆盖范围广和运行环境复杂。输电线路是所有电力设备中应用最广泛、运行环境最为恶劣的，不但要经受风吹、日晒、雨淋、冰雪覆盖、雷电等恶劣天气，还要经受树木、动物等其他设备较少遇到的生物破坏甚至人为破坏，输电线路的安全运行难度远高于其他的电力设备。[1-6]因此，输电线路安全运行，也要从管理、自动化设备等多方面入手加以解决。

一、输电线路的安全威胁及后果

输电线路的安全威胁涉及各个方面，主要可以分为自然原因和人为原因两大类。自然原因以气候条件、环境因素和动植物破坏为主。如温湿度变化，降雨降雪、雷电冰冻、风吹日晒等恶劣天气都会对输电线路构成威胁。户外污染会降低输电线路的绝缘程度，使短路故障的可能性增加。野外树木的生长可能触及输电线路，鸟兽等在线路附近也可能导致线路的损坏或者故障发生。输电线路运行长期处于无人监守的状况下，输电线路主要由金属构成，因此由于偷盗导致的线路故障也屡见不鲜，而处于交通线上或居民区的输电线路，更易受到交通工具和施工器械的破坏，近年来由于建设速度提高，类似故障的发生也越来越多。

输电线路由A、B、C三相构成，任何一相出现绝缘问题，都会导致短路故障的发生，因此输电线路的故障可以分为三相短路、两相短路、两相接地短路、单相接地短路四种故障类型。输电线路还有过负荷等不正常运行状态，这些运行状态可能导致线路性能的下降和绝缘性能降低。此外，架空线路需要杆塔提供纵向和横向的拉力和支撑力维持，因此杆塔的安全也是输电线路安全运行的基础。

输电线路与母线、变压器、发电机等重要电力设备连接，因此其故障会影响到所连接的设备，输电线路故障的主要后果包括以下几点：

第一，通过短路点的故障电流很大，并燃起电弧。电弧会导致故障点相邻设备的损坏，短路电流通过的电力设备，也会由于发热和电动力的作用，导致损坏或使用寿命的降低。

第二，短路会导致故障线路所在区域电网的电压降低，使大量电力用户的正常生产生活受到影响，大量用电设备无法使用，甚至损坏。

第三，影响系统内各个电源的并列运行，破坏电力系统的稳定性，导致系统震荡甚至电网瓦解。

二、输电线路的安全运行管理

输电线路的运行管理，应该涵盖验收管理、巡视管理、维护管理、检测管理、试验管理、缺陷管理、状态管理等方面。

1.验收管理

凡新建、更改、技术改造、检修、预防性试验、定期检查的输电设备，输电运行部门应进行设备验收。输电运行部门应严格按有关国家标准、电力行业标准、电网公司技术标准要求，进行设备验收。新建、更改、技术改造、检修、预防性试验、定期检查的输电设备必须经验收合格，符合运行条件，手续完备，才可投入电网运行。

2.巡视管理

输电运行部门应根据线路在电网中的重要程度、沿线地质地貌的情况、历史运行数据、季节特点以及状态评价等制定分段正常巡视计划。输电运行部门应建立、健全线路巡视检查责任制，并制定“输电线路巡视工作标准”，将巡视的内容表格化，要求巡视人员必须按照标准要求巡视设备，对设备异常状态要做到及时发现，认真分析，做好记录，提高巡视的质量，发现重大及紧急缺陷应立即向上级汇报。输电运行部门应根据季节特点制定特殊巡视计划。特殊巡视分计划内和计划外特殊巡视。

3.维护管理

设备维护的主要依据有：架空输电线路运行规程、电缆运行规程、技术标准、工作标准、设备制造厂家提出的其他维护要求和注意事项等。输电运行部门必须按设备维护工作年度计划开展设备的维护工作。

4.检测管理

输电运行部门应根据运行规程的要求，结合线路状态评价，制定年度设备检测计划。设备检测主要内容有：瓷质绝缘子检测；瓷质或玻璃绝缘子等值盐密度检测；接地电阻测量；导地线弧垂、对地及交叉跨越的测量；充油电缆油压监测。应科学制定每条线路年度瓷质绝缘子检测和防雷设施检测的检测量，使检测值能反映设备的性能或状态。输电运行部门应严格按计划开展检测工作，并按月统计计划的完成情况。

5.试验管理

电力电缆的预防性试验应包括下列内容：电缆交叉互联系统预防性试验；电缆护层保护器预防性试验；电缆接地环流监测；电缆终端的温度检测。

6.缺陷管理

线路设备缺陷按其严重程度分为三大类：（1）紧急缺陷。严重影响设备出力，或威胁人身和设备安全，其严重程度已达到不能保障电力线路继续安全运行，随时可能发生事故的缺陷。（2）严重缺陷。缺陷比较重大，超过运行标准，对人身和设备安全有一定的影响，但设备在短期内仍可继续运行。（3）一般缺陷。对人身和设备无威胁，短时也不致发展成重大或紧急缺陷，在一定的时间内对线路安全运行影响不大的缺陷。

三、继电保护与自动装置的重要作用

即使是再完善的管理，也不能完全避免故障的发生，当输电电路发生故障时，为了能够减少故障的危害和损失，尽快恢复线路的运行，这就需要继电保护和安全自动装置。保护与自动重合闸相配合，可以有效提高输电线路的安全运行性能，降低损失，减少危害，提高线路的使用效率。

1.输电线路继电保护

输电线路的继电保护，需要依据线路的电压等级和重要程度进行配置。220kV及以上电压等级的线路，需要配置两套保护互为备用，以保障线路发生故障时能够准确动作。为了保障整条线路任意点发生故障时能够快速动作，需要配置全线速动的纵联保护。当前的纵联保护以高频保护和光纤差动保护为主，尤其在近年来，数字技术、网络技术的快速发展和成本的降低，使光纤差动保护这一原理简单、动作迅速、性能优越的保护得到了越来越多的应用。为了保证在保护通道出现问题时能够可靠动作，保护装置中还配置了距离保护和零序电流保护。对于110kV及以下线路，一般以配置距离保护和电流保护为主，虽然不能做到全线速动，但成本低、效率高，仍然可以很好地保护线路，在发生故障时发出跳闸命令使断路器断开，从而切断输电线路对于故障点的电流提供，使故障的损害降到最低。

2.自动重合闸装置

虽然继电保护可以切除故障，但线路中断了运行，不利于输电线路的有效利用。实际上，对于输电线路故障，大量的故障表现为瞬时性，即在断路器故障切除故障后，绝缘性能能够恢复，故障点的电弧中断，此时恢复线路的运行，故障已经不存在。为此，输电线路一般配置有自动重合闸装置，当继电保护跳闸切除线路后，经一定延时将断路器自动重合，恢复输电线路的正常运行。如果故障性质为永久性，则断路器再次断开。近年来，一些生产厂家、科研院所不断研究能够根据故障性质确定何时重合的自适应重合闸装置，可以有效避免永久性故障时的盲目重合，如果能够取得实际应用，将获得非常好的效果。

四、结语

输电线路由于其运行范围和运行环境等原因，威胁其安全运行的状况不可避免，但可以通过强化管理和自动装置的采用，提高其安全运行性能。总之，需要在多方面进行输电线路管理，应用继电保护和自动重合闸，以保障线路安全运行。

参考文献：

[1]DL409-1991,电业安全工作规程(线路部分)[S].

[2]DL/T596-1996,电力设备预防性试验规程[S].

[3]DL/T741-2001,架空送电线路运行规程[S].

[4]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):