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摘要：高压输电系统故障的发生轻则影响电力正常供应，重则诱发电力系统瓦解事故，因此，必须重视故障的检修工作。高压输电系统故障多种多样，本文从污闪、覆冰、风偏三方面对故障进行分析，并探讨了其检修预防措施。
关键词：污闪；覆冰；风偏；故障；检修
【分类号】：TM73
一、绝缘子污秽闪络故障
污闪是威胁电力系统安全运行的主要事故。在污闪、湿闪、冰闪、雷击闪络、操作冲击闪络等几种放电中，污闪对电力系统危害最大，我国电力系统输变电设备外绝缘事故中，主要是雷击闪络和污秽闪络。虽然雷击闪络事故占事故总次数90%，污秽闪络事故占40%；但雷击闪络事故跳闸重合闸的成功率>90%，污秽闪络的跳闸重合闸成功率往往仅约10%。而电气设备污秽闪络多发生在套管和绝缘子，且以绝缘子居多，故加强对污闪故障的检修十分重要。
高压设备绝缘子污闪是一个复杂的过程，是一种需要一定时间和电能聚集下的热击穿过程。污闪的三要素有：污源、雾与雨、工频电压。污闪的机理过程有四个阶段：绝缘子表面积污、绝缘子表面污层受潮、局部放电使表面干带形成、电弧形成，导致沿面闪络。绝缘子污闪的具体过程如下：绝缘子表面受潮后，污层湿润变为导电层。在运行电压作用下，表面产生泄漏电流，产生焦耳热。在电流密度大、污层电阻高的局部区域烘干污层，称为干带。干带中断了泄漏电流，使作用电压集中形成高场强，而引起干带上空气击穿和泄漏电流的脉冲。干带上出现的放电与未烘干的污层电阻相串，当串联电阻较低而泄漏电流脉冲较高时，放电将转成电弧，其燃烧和持续发展将导致绝缘子两极间的闪络。
直流绝缘子发生污闪的主要原因有：（1）由于直流线路吸附效应积污强，同时直流瓷质和玻璃绝缘子自洁性能较低（特别是耐张水平串四联绝缘子下串积污严重，且多串相应污闪概率较大），若持续干旱或突遇低温、浓雾恶劣气候，则易引起污闪。（2）随着工业的高速发展，空气污染程度逐渐严重。（3）绝缘配置裕度设计偏低，不能满足相应的污区等级。
绝缘子污秽闪络故障的检修预防：（1）通过对绝缘子技术改造来解决因耦联剂使用不当，和制作工艺缺陷等引起界面局部粘接不实，而导致击穿问题。同时积极与生产厂家联系，合作技术攻关，生产符合当地运行环境的，并留有足够裕度的绝缘子，尽快把过高的损坏率降下来。（2）要定期进行绝缘子串盐密度测量，有条件的可装泄漏电流记录器，根据泄漏电流的幅值和脉冲数来监视污秽绝缘子的运行情况，及时发出预告信号，走上预知未来的创造“本质化安全”环境之路。检修方法主要有三种：一是增加串联盘形悬式绝缘子的片数，如35kV线路用4～5片，110kV线路用8～10片；二是采用耐污秽的伞形扩张较大盘形悬式绝缘子；三是对棒行绝缘子增加伞数或采用特殊伞形。（3）鸟粪闪络占闪络事故的第2位，约占29%。在五大电网都有发生，以西部内陆与东部沿海为多。一般可从伞裙表面和杆塔下是否留有鸟粪残迹来判断，更应根据周围鸟类活动和迁徙的规律来确定。鸟粪闪络的主要危险来自鸟排泄的瞬时，采用塔顶横担安装防鸟刺、复合绝缘子顶部加装一只大伞盘瓷绝缘子等，都有很好的效果。（4）定期清扫绝缘子。每年在污闪事故多发季节到来之前，必须对绝缘子进行一次普遍清扫。在污秽严重地区，应适当增加清扫次数。（5）增加爬电距离，提高绝缘水平。如增加污秽地区的绝缘子片数，或采用防尘绝缘子。运行经验表明，在严重污秽地段，采用防尘绝缘子，防污效果较好。（6）采用防尘涂料，即将地蜡、石蜡、有机硅等材料涂在绝缘子表面，提高绝缘子的抗污能力。（7）对于不明原因造成的绝缘子闪络事故，须与返厂的绝缘子型号相同的新产品和运行3年以上的旧产品分别进行工频干闪、机械破坏等试验，对不同时期运行的绝缘子进行老化检测试验。此外，在检修维护过程中，禁止维护人员脚蹬踏或用尖锐工具剐蹭绝缘子，以延长绝缘子寿命。
二、覆冰、超载、冰闪故障
在恶劣的严寒天气下，覆冰、超载、冰闪易导致如下故障：（1）输电线路在覆冰情况下发生导线舞动，导致线路设备受损；（2）覆冰融化时，绝缘子串表面易形成冰凌桥接，如果此时绝缘子积污严重，易发生冰闪；（3）导地线覆冰超载，将造成塔头受压屈服变形及倒塔断线等事故。
针对以上情况拟采取的主要措施有以下几方面：（1）冰闪防治。一是采取插花串的方式。即在每一串绝缘子中间，每3片（或5片）插1片草帽型大盘径绝缘子，以此达到防止绝缘子串上的冰凌桥接，防止冰闪；二是绝缘子倒V串改造，在保证导线与杆塔空气间隙不变的前提下，可以加长绝缘子串长，提高绝缘强度。（2）针对因覆冰超载造成的地线支架屈服、地线串动、导地线断线等严重危及电网安全的事故情况，采取的主要措施：增加导地线、金具等设备强度，防止导地线断线，地线滑移窜动、掉线；对杆塔构件进行局部加强，如加固地线支架；适当缩短导线耐张段长度，改善受力条件。（3）重点区段安装在线监测装置，同时还应长期进行人工观测，积累数据，以指导以后的防冰灾工作。
三、风偏故障
导线风偏（舞动、弧垂）是威胁架空输电线路安全稳定运行的重要因素之一，常常造成线路跳闸、导线电弧烧伤、断股、断线等严重后果。由于近些年来我国输电线路发生的导线风偏、舞动、弧垂闪络跳闸事故较多，导致了线路跳闸停运，给电网的安全稳定运行造成了较大的危害，并且风偏的发生常伴有大风和雷雨现象，给故障的判断及查找带来一定的困难。
风偏故障检修措施有：（1）加强对送电线路所经区域气象资料的观测、记录和收集，特别是微气候区、飚线风、龙卷风等的数据收集，包括发生时段、频率、风速、区域等，并以年为单位，统计线路长度和导线风偏闪络的观测、次数统计等相关数据，积累运行资料。（2）采用输电线路导线风偏（舞动、弧垂）在线监测系统，便于运行部门在紧急状况下制定应对措施，同时也为线路设计时考虑气候条件、设定预防水平提供可靠依据。（3）对运行线路的直线塔风偏治理一般可采用三相改v型串、中相改v串边相加长横担、三相加挂双串并加重锤等几种治理措施。三相改V型串需要改变铁塔横担结构，对防风偏故障能起到根本性作用，但边相横担加长过多（加长3～4m），改造费用高，线路停电时间长。三相改V串边相加长横担虽然能增加空气间隙，对防风偏故障起到根本性作用，但由于塔身横担需重新加工，施工时要停电、导线需落地，交叉跨越处要搭跨越架，施工周期较长，导线落地后看护工作量过大，很难保证安全性，而且改造费用较高、线路停电时间较长。在直线串上加装重锤片或在直线串上安装八字形双串绝缘子，并加装重锤片。（4）拉线固定法，对于偏僻山区或行人较少的地区已运行的输电线路，如果该区域风力特别强，风偏闪络经常发生，若采取上述措施和方法后，效果仍不明显，可以采取在导线侧打绝缘拉线的方法以稳固导线，这种方法只能作为临时性的防范措施，缺点是占地面积较大，安全防范措施成本高。（5）塔窗紧凑的输电线路在强风的作用下极易发生风偏跳闸，可以采取在导线与塔窗之间增加绝缘子串的方法来稳固导线，使导线在强风的作用下不宜发生位移，保持足够的空气间隙。此种方法适用于上、下排列的杆塔形式。以上是针对导线对杆塔构件放电（是线路发生风偏跳闸的主要形式）采取的措施。进行线路技术改造后，应结合线路所经区域的气象条件，进行一次全面的风偏间隙校核，不满足要求的应立即采取整改措施。
参考文献
[1]张剑.基于故障录波信息的高压输电网络故障分析与诊断[C]. 2009年系统仿真技术及其应用学术会议，2009.
[2]陈伟.基于过电压在线监测系统的高压电网输电线路故障定位研究[D].电气工程：重庆大学，2009.
关键词：污闪；覆冰；风偏；故障；检修
【分类号】：TM73
一、绝缘子污秽闪络故障
污闪是威胁电力系统安全运行的主要事故。在污闪、湿闪、冰闪、雷击闪络、操作冲击闪络等几种放电中，污闪对电力系统危害最大，我国电力系统输变电设备外绝缘事故中，主要是雷击闪络和污秽闪络。虽然雷击闪络事故占事故总次数90%，污秽闪络事故占40%；但雷击闪络事故跳闸重合闸的成功率>90%，污秽闪络的跳闸重合闸成功率往往仅约10%。而电气设备污秽闪络多发生在套管和绝缘子，且以绝缘子居多，故加强对污闪故障的检修十分重要。
高压设备绝缘子污闪是一个复杂的过程，是一种需要一定时间和电能聚集下的热击穿过程。污闪的三要素有：污源、雾与雨、工频电压。污闪的机理过程有四个阶段：绝缘子表面积污、绝缘子表面污层受潮、局部放电使表面干带形成、电弧形成，导致沿面闪络。绝缘子污闪的具体过程如下：绝缘子表面受潮后，污层湿润变为导电层。在运行电压作用下，表面产生泄漏电流，产生焦耳热。在电流密度大、污层电阻高的局部区域烘干污层，称为干带。干带中断了泄漏电流，使作用电压集中形成高场强，而引起干带上空气击穿和泄漏电流的脉冲。干带上出现的放电与未烘干的污层电阻相串，当串联电阻较低而泄漏电流脉冲较高时，放电将转成电弧，其燃烧和持续发展将导致绝缘子两极间的闪络。
直流绝缘子发生污闪的主要原因有：（1）由于直流线路吸附效应积污强，同时直流瓷质和玻璃绝缘子自洁性能较低（特别是耐张水平串四联绝缘子下串积污严重，且多串相应污闪概率较大），若持续干旱或突遇低温、浓雾恶劣气候，则易引起污闪。（2）随着工业的高速发展，空气污染程度逐渐严重。（3）绝缘配置裕度设计偏低，不能满足相应的污区等级。
绝缘子污秽闪络故障的检修预防：（1）通过对绝缘子技术改造来解决因耦联剂使用不当，和制作工艺缺陷等引起界面局部粘接不实，而导致击穿问题。同时积极与生产厂家联系，合作技术攻关，生产符合当地运行环境的，并留有足够裕度的绝缘子，尽快把过高的损坏率降下来。（2）要定期进行绝缘子串盐密度测量，有条件的可装泄漏电流记录器，根据泄漏电流的幅值和脉冲数来监视污秽绝缘子的运行情况，及时发出预告信号，走上预知未来的创造“本质化安全”环境之路。检修方法主要有三种：一是增加串联盘形悬式绝缘子的片数，如35kV线路用4～5片，110kV线路用8～10片；二是采用耐污秽的伞形扩张较大盘形悬式绝缘子；三是对棒行绝缘子增加伞数或采用特殊伞形。（3）鸟粪闪络占闪络事故的第2位，约占29%。在五大电网都有发生，以西部内陆与东部沿海为多。一般可从伞裙表面和杆塔下是否留有鸟粪残迹来判断，更应根据周围鸟类活动和迁徙的规律来确定。鸟粪闪络的主要危险来自鸟排泄的瞬时，采用塔顶横担安装防鸟刺、复合绝缘子顶部加装一只大伞盘瓷绝缘子等，都有很好的效果。（4）定期清扫绝缘子。每年在污闪事故多发季节到来之前，必须对绝缘子进行一次普遍清扫。在污秽严重地区，应适当增加清扫次数。（5）增加爬电距离，提高绝缘水平。如增加污秽地区的绝缘子片数，或采用防尘绝缘子。运行经验表明，在严重污秽地段，采用防尘绝缘子，防污效果较好。（6）采用防尘涂料，即将地蜡、石蜡、有机硅等材料涂在绝缘子表面，提高绝缘子的抗污能力。（7）对于不明原因造成的绝缘子闪络事故，须与返厂的绝缘子型号相同的新产品和运行3年以上的旧产品分别进行工频干闪、机械破坏等试验，对不同时期运行的绝缘子进行老化检测试验。此外，在检修维护过程中，禁止维护人员脚蹬踏或用尖锐工具剐蹭绝缘子，以延长绝缘子寿命。
二、覆冰、超载、冰闪故障
在恶劣的严寒天气下，覆冰、超载、冰闪易导致如下故障：（1）输电线路在覆冰情况下发生导线舞动，导致线路设备受损；（2）覆冰融化时，绝缘子串表面易形成冰凌桥接，如果此时绝缘子积污严重，易发生冰闪；（3）导地线覆冰超载，将造成塔头受压屈服变形及倒塔断线等事故。
针对以上情况拟采取的主要措施有以下几方面：（1）冰闪防治。一是采取插花串的方式。即在每一串绝缘子中间，每3片（或5片）插1片草帽型大盘径绝缘子，以此达到防止绝缘子串上的冰凌桥接，防止冰闪；二是绝缘子倒V串改造，在保证导线与杆塔空气间隙不变的前提下，可以加长绝缘子串长，提高绝缘强度。（2）针对因覆冰超载造成的地线支架屈服、地线串动、导地线断线等严重危及电网安全的事故情况，采取的主要措施：增加导地线、金具等设备强度，防止导地线断线，地线滑移窜动、掉线；对杆塔构件进行局部加强，如加固地线支架；适当缩短导线耐张段长度，改善受力条件。（3）重点区段安装在线监测装置，同时还应长期进行人工观测，积累数据，以指导以后的防冰灾工作。
三、风偏故障
导线风偏（舞动、弧垂）是威胁架空输电线路安全稳定运行的重要因素之一，常常造成线路跳闸、导线电弧烧伤、断股、断线等严重后果。由于近些年来我国输电线路发生的导线风偏、舞动、弧垂闪络跳闸事故较多，导致了线路跳闸停运，给电网的安全稳定运行造成了较大的危害，并且风偏的发生常伴有大风和雷雨现象，给故障的判断及查找带来一定的困难。
风偏故障检修措施有：（1）加强对送电线路所经区域气象资料的观测、记录和收集，特别是微气候区、飚线风、龙卷风等的数据收集，包括发生时段、频率、风速、区域等，并以年为单位，统计线路长度和导线风偏闪络的观测、次数统计等相关数据，积累运行资料。（2）采用输电线路导线风偏（舞动、弧垂）在线监测系统，便于运行部门在紧急状况下制定应对措施，同时也为线路设计时考虑气候条件、设定预防水平提供可靠依据。（3）对运行线路的直线塔风偏治理一般可采用三相改v型串、中相改v串边相加长横担、三相加挂双串并加重锤等几种治理措施。三相改V型串需要改变铁塔横担结构，对防风偏故障能起到根本性作用，但边相横担加长过多（加长3～4m），改造费用高，线路停电时间长。三相改V串边相加长横担虽然能增加空气间隙，对防风偏故障起到根本性作用，但由于塔身横担需重新加工，施工时要停电、导线需落地，交叉跨越处要搭跨越架，施工周期较长，导线落地后看护工作量过大，很难保证安全性，而且改造费用较高、线路停电时间较长。在直线串上加装重锤片或在直线串上安装八字形双串绝缘子，并加装重锤片。（4）拉线固定法，对于偏僻山区或行人较少的地区已运行的输电线路，如果该区域风力特别强，风偏闪络经常发生，若采取上述措施和方法后，效果仍不明显，可以采取在导线侧打绝缘拉线的方法以稳固导线，这种方法只能作为临时性的防范措施，缺点是占地面积较大，安全防范措施成本高。（5）塔窗紧凑的输电线路在强风的作用下极易发生风偏跳闸，可以采取在导线与塔窗之间增加绝缘子串的方法来稳固导线，使导线在强风的作用下不宜发生位移，保持足够的空气间隙。此种方法适用于上、下排列的杆塔形式。以上是针对导线对杆塔构件放电（是线路发生风偏跳闸的主要形式）采取的措施。进行线路技术改造后，应结合线路所经区域的气象条件，进行一次全面的风偏间隙校核，不满足要求的应立即采取整改措施。
参考文献
[1]张剑.基于故障录波信息的高压输电网络故障分析与诊断[C]. 2009年系统仿真技术及其应用学术会议，2009.
[2]陈伟.基于过电压在线监测系统的高压电网输电线路故障定位研究[D].电气工程：重庆大学，2009.