影响输电线路安全性的因素分析
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海南电网有限责任公司建设分公司的研究人员陈洋，在2019年《电气技术》增刊1上撰文，从安全角度分析输电线路在雷击、台风、山火、冰灾、污秽度、温度、湿度、气压、鸟害的不同条件因素下，对输电线路造成的安全风险和成因以及防治措施，以降低供电中断事故、防范大面积停电及电网解列运行事故的发生。
随着人们生产和生活需求的不断增长，高电压等级的输电线路越来越多。目前，电压等级在110kV及以上的输电线路总长度已超过100万km。输电线路在电力系统中作为连接、传递、运行的必要组成部分，连接电源侧和用户侧，影响电网的运行方式、传输容量和输送速度，其安全性尤为重要。防治线路事故的发生，是电网安全运行的必要保障。
1 输电线路的防治现状及趋势
目前，我国电力系统和相关院校针对输电线路的特征，深入研究运行和检修一体化技术、覆冰预警技术和山火预警技术，加强输电线路智能化建设和管理，研究智能巡线机器人检修输电线路状态的关键技术，发展大电网停电检修可视化的检测装置，加快输电线路无人机巡检技术的发展，采用新型保护检测手段，完善事故防治措施和应急预案。
国网湖南省电力公司电网采用卫星遥感辨识山林“初火”，对电网附近山火监测准确率达92%以上。云南电网“基于卫星数据的架空线路覆冰预测系统”研究项目，以云南昭通地区为试点对线路覆冰关键影响要素展开分析，在2018年12月至2019年3月8日期间开展昭通地区线路新增覆冰预测达100余天/次，准确率达60%以上。
“基于卫星监测技术的山火监测预警系统”于2019年2月1日正式上线，一个多月内，35kV及以上输电线路山火预警累计300余次，山火探测率高达85%以上，准确率达80%以上。
国网四川省电力公司技能培训中心设计的输电线路事故远程诊断系统，能耗低，精度高。西安理工大学对架空输电线路所处状态的参数提取方法进行研究。长沙理工大学与华中科技大学针对雷击故障，研究能够辨识110kV输电线路故障的巡线策略。昆明理工大学在输电线路覆冰厚度监测中，融入光纤传感技术，用于直流融冰。哈尔滨理工大学运用智能视频图像，研究输电线路覆冰及异物智能视频检测算法，不断完善了事故防治措施，提高应急预案的科学合理性。
2 影响输电线路安全的因素
影响输电线路安全的因素大体分为两类，即日常时间积累发生的磨损老化和外界因素引起的突发性故障。这两类因素均能引发故障跳闸，中断供电运行，严重时可使电网瘫痪。其中，时间积累因素可以人为控制，引起故障的几率极小，而外界环境气象（包括雷击、台风、山火、冰害、污秽度、温湿度、气压、鸟害等）因素不可控性高，引起故障的几率极高，破坏力大。
2.1雷击
雷电天气在雨季普遍存在，随机性大。在野外架设的大量输电线路，具有铁塔档距大、高度相差大的特征，使线路耐雷水平相对较差，容易遭受雷击。恶劣地势处，单回线路较多，没有平行线路提供的屏蔽及分流保护，加大了雷击事故的发生率。雷击跳闸在输电线路故障中占比最大，且电压等级越低，雷击故障几率越高。
雷电放电时，积雨云层电荷积累，形成强大的静电高压电场，与大地携带的大量负电荷发生碰撞中和，释放的能量高，电压可高达几百万伏，电流可高达几千安，产生的过电压波陡度高、幅值大，引发线路绝缘闪络跳闸。闪络跳闸属于瞬间故障，重合闸动作成功率高，可恢复导电通路，但严重时，会导致线路断线，绝缘子碎裂，或沿线路侵入变电站，高温熔断导线，威胁破坏电力设备的绝缘强度。
为降低输电线路雷害事故发生的几率，要防闪络、防建弧、防直击、防线路中断供电。采用如下保护措施：①架设避雷线；②增设耦合地线；③降低铁塔冲击接地电阻；④采用中性点非直接接地系统；⑤加强线路绝缘水平；⑥装设自动重合闸；⑦装设管型避雷器；⑧采用不平衡绝缘、双回路成环网供电等方式。
2.2 台风
台风天气伴随着狂风暴雨现象，输电线路会发生导线舞动、风偏、断线、倒塔等事故。断线、倒塔容易出现南北解网，随着电力系统对输电线路设计风速值加大，断线、倒塔事故发生几率减少，但导线剧烈摆动、风偏放电、外飘物破坏引发事故的几率高。
风速大，输电线路舞动幅度大，减小了导线与铁塔、导线相与相之间的空气间隙，空气间隙分布又不均匀，使间隙内的电压强度发生不同程度减小，不能承受运行的电压值，出现击穿放电。
若同时存在暴风雨，则雨水使空气电阻值降低，导线间易发生短路，使放电几率增大，此过程发生的频率高、反复持续性长、随机性大、振幅大，会造成闪络、击穿、跳闸等故障，且线路跳闸后重合率低，人为作用弱，恢复供电时间长。除此之外，还会引起绝缘子串、金具、横担等支撑、辅助材料及设备的机械故障，造成巨大经济损失。
对于风速低的振动线路，大部分线路被安装了防振装置即可控制，遇到强风速时，可采用如下措施：①增加防振锤、加装重锤装置，以增加输电线路垂直负荷承载能力，降低线路左右摆动幅度；②安装阻尼线、护线条、增加分裂根数，加固导线，保障导线相间、与铁塔间的安全距离；③采用V型绝缘子串的悬挂方式，增强绝缘子抵抗随风横向漂移的现象，缩小绝缘子串风偏摇摆角；④在设计塔型、架设输电线路时，考虑在导线间留有较大距离，下移挂点，或加长、加宽横担。
2.3 山火
受高温、人为等因素影响而引发的山林大火，使空气长时间持续温度高、湿度低的状态，位于山区地势内、跨越森林植被的输电线路与大地之间或相线之间，因空气粒子热游离上升、带电电荷增多、粒子运动速度加快、形成导电通道而发生线路闪络跳闸的情况，占山火跳闸的90%，为山火跳闸的主要原因，还包括高温烧损线路绝缘、导线对铁塔放电的情况。
对山区内的输电线路，考虑地势地貌和经济因素，通常同塔架设两回或多回线路，若发生山火，则容易造成同一输电走廊上的多回线路同时发生故障跳闸，又因山林火势易大规模延展、持续性长，会产生大量高温浓烟浓雾，线路重合闸重合率低，要等到火势减小、烟雾散开、空气环境和导线温度降低后才能强送，难以采取人为恢复的方式，故线路中断供电时间长，且同一时间内，受影响的线路多，危害电网运行安全。
针对山火现象，要从火灾的防范措施入手来降低山火的发生率：①对塔基附近的树木高度、数量、种类做好控制；②建立应急响应措施，留有足够长度、宽度的安全通道；③线路保护系统可靠、灵敏；④建立实时监测系统，并提升监控效果；⑤分季节、分时段、分天气状况，加大线路巡检，消除隐患。
2.4 冰灾
冰灾包括冻雨、霜冻、结冰、积雪现象。自然环境气侯异常，冷热交替不定，都会使输电线路和绝缘子串覆冰，线路、铁塔的承重量增大，导线受风面积、弧垂增加，引发导线不稳定的连续振动、舞动，严重会发生断线、倒塔等事故。绝缘子串若积雪结冰，则融化时的冰水会导致绝缘子短路，发生冰闪跳闸。
据统计，在冰污结合的情况下更易形成冰闪，因此，为防止冰闪，需增加线路、绝缘子串的污秽清扫，提高清洁度；增大爬电距离，防止由于绝缘子伞间距离小而发生积雪结冰；采用V型绝缘子串、倒V绝缘子串布置方式，双联串应增大串间距，以提高闪络电压。对导线覆冰舞动的情况，应采用融冰技术，加速覆冰的融解速度或采用加强型相间间隔棒，增加导线相间距离，减少因导线摆动多、幅度大引起导线相间距离小而发生的击穿放电现象。
2.5 其他
1）污秽度。输电线路跨度长，受大气污染物、盐度、烟雾、尘埃等影响，会导致导线表面会积累污秽，因高压输电线周围电场较大，易发生电晕现象，产生大量带电粒子，带电粒子附着污秽，增大带电粒子的导电率，易发生放电。故对输电线路要做好及时清扫工作。
2）温度。高温增强了导线表面温度，使原本高压输电线路上的热量难以消散，散热性差，导致线路有持续较高的温度，引起导线弧垂增大，减小了导线与地面、交叉跨越物间的安全距离，从而发生放电，造成线路跳闸。故可适当地增加导线与大地、导线相之间的距离。
3）湿度。随着水分子增多，附着在线路表面，使导线周围电荷吸收电子形成负离子，减弱游离能力，使击穿电压增高，局部电场增强，易产生电晕，导致电能损耗，产生电压降。故对导线绝缘材料选取时，应注意材料的憎水性和憎水迁移性。
4）气压。随着海拔增加，空气逐渐稀薄，密度降低，气压下降，使输电导线与大地、导线相与相之间的击穿电压降低，易发生击穿。故在地势海拔较高处，应降低架线高度。
5）鸟害。鸟类喜好口叼枯树枝在铁塔上筑窝，若树枝放置靠近或掉落到输电线路上，则易发生短路。大型鸟类在导线相间展翅飞行或相互嬉闹时，易触碰多条导线，造成相间短路或线路接地跳闸事故。故可在线路或铁塔上做特定标志，使鸟类害怕，远离输电线路。
3 结论
恶劣环境气候等因素对输电线路破坏力大，会引起输电设施故障或损坏，造成停电、换线损失，影响线路运行条件、传输容量和输送能力，中断电力供应，严重时导致电网解列运行，带来巨大的经济损失。本文从安全角度分析输电线路在雷击、台风、山火、冰灾、污秽度、温度、湿度、气压、鸟害的不同条件因素下，对输电线路造成的安全风险和成因以及防治措施，以期相关电力系统、部门和相关技术人员多加强机理研究，进行合理设计，科学有效防治，从而保障输电线路安全可靠的稳定运行。