防止架空线路跳闸治理的深度研究

一、引言

随着全球能源结构的转型与升级，风力发电行业迎来了前所未有的发展机遇。然而，随之而来的则是日益凸显的架空线路跳闸问题，这不仅严重影响了风电场的正常供电，还带来了巨大的经济损失和安全隐患。因此，深入研究架空线路跳闸的内在机制，并制定科学、有效的预防策略，已成为风电行业亟待解决的重大课题。

二、现状分析

通过对大量跳闸事故数据的统计分析，发现雷击、覆冰、风振、设备老化、异物搭接、维护不当是导致架空线路跳闸的主要因素。

雷击因素：雷击是导致架空线路跳闸的主要原因之一，雷击引起的绝缘子闪络占跳闸事故的 30% 。雷击瞬间的高电压可能导致绝缘子表面闪络，进而引发跳闸。

绝缘薄弱因素：绝缘薄弱导致线路跳闸占比 30% ，设备长期运行后，可能出现绝缘性能下降、机械强度减弱等问题，增加跳闸风险，运行过程中可能会出现树枝掉落搭接至绝缘子 / 避雷器处与导线间接地、小动物如鸟 / 蛇 / 黄鼠狼攀爬至杆塔上造成接地。

覆冰因素：覆冰导致的导线断裂占 20% 。覆冰会增加导线重量，导致导线弯曲、断裂或相互碰撞，引发跳闸，覆冰还会导致线路与线塔之间短路接地跳闸。

风振因素：风振引起的设备疲劳损坏占 10% 。风力作用下，导线及设备可能产生振动，长期累积导致疲劳损坏。

维护不当因素：维护不当可能导致设备隐患未能及时发现和处理，进而引发跳闸。

三、预防措施

（一）技术措施深化

防雷与接地优化：采用先进的防雷技术，如安装避雷针、避雷线等，优化接地系统，降低接地电阻，确保雷击时能够有效泄放雷电能量，减少对架空线路的影响。

设备升级与改造：采用新型高性能设备，如耐高温、耐寒、抗紫外线辐射的绝缘子，高强度、耐磨损的导线等，提高设备的运行可靠性和抗故障能力。

异物搭接措施： ① 上塔引线、避雷器引线、支撑绝缘子引线绝缘处理； ② 线路杆塔适当增加声光驱鸟器、防鸟刺密度； ③ 小动物活动频繁地区，线路杆塔底部加装防爬刺，驱蛇粉。

（二）设备维护细节：

绝缘子清洗与检测：采用高压水枪和专用清洗剂对绝缘子进行深度清洗，同时利用红外热像仪等检测设备实时监测绝缘子表面温度分布，确保绝缘性能的稳定。

导线紧固与防振：采用高强度螺栓和防振锤对导线进行紧固和防振处理，有效减少因风力振动引起的导线磨损和断裂。

终端塔及避雷器绝缘护套：为架空线路终端塔支撑绝缘子增加高性能绝缘护套，采用耐高温、耐寒、抗紫外线辐射的材料制成，有效防止雨雪冰冻和小动物攀爬导致的接地故障。

（三）管理措施细化

建立完善的设备维护管理体系，制定详细的维护计划和操作规程，确保设备维护工作的规范化和标准化。同时，加强维护人员的培训和管理，提高其专业技能和责任感。

设备维护管理：

维护记录与数据分析：建立电子化的设备维护记录系统，利用大数据分析技术对维护数据进行分析和挖掘，为预防措施提供科学依据。

维护培训与认证：定期举办维护技术培训班，对维护人员进行专业认证，确保维护队伍的专业素质。

维护考核与激励：制定详细的维护考核指标和激励制度，激发维护人员的积极性和创造性。

（四）智能化与信息化提升

建立智能化监控平台，实现对架空线路的实时监控和预警。同时，利用信息化技术建立设备管理数据库，实现设备信息的集中管理和共享，提高运行管理效率。

四、案例分析

（一）防雷预防案例

1 背景与问题描述

某山区风电场架空线路频繁因雷击发生跳闸，年均跳闸次数高达 5 次。经分析，跳闸的主要原因是雷电冲击导致线路绝缘击穿，部分区域接地电阻过高。

2 采取的预防措施

更换新型防雷装置：安装新型避雷器，采用氧化锌电阻片技术，具备高非线性伏安特性，能够在雷击时快速释放过电压能量。

改进接地系统：针对山区岩石地区接地电阻不合格的问题，采用延长防雷接地网并加装降阻模块的方法。

（二）绝缘案例

1 背景与问题描述

某平原地区风电场架空线路因绝缘问题频繁发生跳闸，主要原因是导线与绝缘子表面污秽导致绝缘性能下降以及局部电弧放电对绝缘材料的侵蚀、雨雪天气因结冰导致线路跳闸、鸟窝树枝掉落搭接导线导致线路跳闸、蛇 / 黄鼠狼攀爬至杆塔上造成接地跳闸等等。

2 采取的预防措施

支撑绝缘子绝缘护套安装：根据国家标准《电力设施智能化运维管理规范》（DL/T 2096-2020），为支撑绝缘子加装绝缘护套，采用耐候性强的硅橡胶材料，能够有效隔离外界污秽，防止水分和灰尘附着，提升绝缘子的绝缘性能。

采用绝缘导线：将部分裸导线更换为绝缘导线，采用符合《架空输电线路运行规程》（DL/T 741-2019）的绝缘材料，减少外界因素对导线绝缘性能的影响。

避雷器绝缘护套安装：为避雷器加装绝缘护套，防止因表面污秽导致的放电现象。护套采用耐高压和抗老化材料，能够长期保持良好的绝缘状态。

防小动物措施：线路杆塔适当增加声光驱鸟器、防鸟刺密度；小动物活动频繁地区，线路杆塔底部加装防爬刺，驱蛇粉等。

3 效果评估

通过上述措施，该风电场架空线路的绝缘性能显著提升，跳闸率大幅下降，每年不再因线路绝缘问题导致跳闸，线路运行可靠性得到显著提高，为风电场的稳定运行提供了有力保障。

五、结论与展望

防止架空线路跳闸治理是一项复杂而系统的工程，需要综合运用技术、管理和设备维护等多方面的手段。本文通过深入研究和分析，提出了具有高度针对性的预防措施，并进行了实际案例的验证。结果表明，这些措施能够显著降低架空线路的跳闸率，保障风电场的稳定运行。未来，随着新材料、新技术和新管理理念的不断涌现，相信架空线路的运行可靠性将得到进一步提升。

参考文献：

[1]10 kV 架空线路雷击跳闸风险评估导则 . T/CES 029-2019. 中国电力企业联合会标准化中心

[2] 电力设施防雷技术规范 . GB/T 32937-2016. 国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会