架空線路運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估中的混合型多屬性決策

1、畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論文)院 系機(jī)械工程系專業(yè)班級(jí)工業(yè)工程學(xué)生姓名LH指導(dǎo)教師CTJ架空線路運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估中的混合型多屬性決策題 目 二一四年六月華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）架空線路運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估中的混合型多屬性決策摘要隨著電網(wǎng)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，電力網(wǎng)絡(luò)及其線路的結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，線路的安全、可靠運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)有著極其重要的意義。對(duì)于架空輸電線路運(yùn)行狀態(tài)可靠性的安全評(píng)價(jià)工作重要性也逐漸被人們所認(rèn)知。但實(shí)際中架空輸電線路具有分布地域廣、檢測(cè)參數(shù)多、運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn)，直接導(dǎo)致數(shù)據(jù)繁雜。因此，需建立一套簡(jiǎn)捷有效的評(píng)估手段。輸電線路是電網(wǎng)運(yùn)行中重要的組成部分，同時(shí)也是我國電能供應(yīng)中重要的組成部分。經(jīng)濟(jì)和社

2、會(huì)的快速發(fā)展是離不開電能的供應(yīng)的，因此一定要保證輸電線路的運(yùn)行安全和穩(wěn)定，對(duì)輸電線路進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和優(yōu)化。在輸電線路運(yùn)行的過程中是存在著很多問題的，對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析可以找到更好的解決措施，同時(shí)對(duì)輸電線路也能更好的進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化，確保輸電線路的安全運(yùn)行。對(duì)架空線路運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估應(yīng)從與其影響因子著手，通過對(duì)其影響因子的合理設(shè)計(jì)和改進(jìn)，再采用合理的方法進(jìn)行混合型多屬性決策。通過對(duì)架空線路運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估中的混合型多屬性決策，可以幫助我們避免線路故障的發(fā)生，進(jìn)一步提高架空輸電線路的運(yùn)行水平。關(guān)鍵詞：架空線路；運(yùn)行；設(shè)計(jì)；優(yōu)化；評(píng)估；決策OVERHEAD LINE RUNNING CONDITION AS

3、SESSMENT OF HYBRID MULTIPLE ATTREBUTE DECISION-MAKING AbstractWith the widening of grid scale, the electric power network and its circuit structure is becoming more and more complex, the line of safe, reliable operation of power system has extremely important significance. For the reliability of ove

4、rhead transmission line running state safety evaluation work importance also been realized by people. But in the actual overhead transmission line has a wide distribution area, testing parameters, operation environment more complicated characteristics, led directly to the data and complex. Therefore

5、, it is necessary to establish a simple and effective evaluation method. Transmission lines is an important part in the operation of the power grid, is also the important part of power supply in our country. Rapid economic and social development is inseparable from the electricity supply, so be sure

6、 to guarantee the operation safety and stability of the transmission line, make reasonable design and optimization of transmission lines. In the process of transmission line operation is there are a lot of problems, analyze the problems can be found better solutions, at the same time also can better

7、 for transmission lines to carry on the design and optimization, to ensure safety operation of transmission lines. For overhead line, the assessment should be in the running state of and affecting factors on the impact factors of the rational design and improvement, the hybrid multiple attribute dec

8、ision making by reasonable methods. Through the state evaluation of overhead line running hybrid multiple attribute decision making, can help us to avoid the happening of line fault, further improve the level of the operation of overhead transmission lines. Keywords: Overhead line; Operation; Design

9、; Optimization; Assessment; Decision makingIII目 錄摘要IAbstractII1緒論11.1課題研究背景11.2研究目的與意義11.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述21.3.1變壓器質(zhì)量狀態(tài)評(píng)估研究現(xiàn)狀21.3.2模糊與不確定性理論研究現(xiàn)狀分析21.4本文研究的主要內(nèi)容32變壓器質(zhì)量評(píng)估的相關(guān)理論52.1變壓器油的性能52.2油中氣體的產(chǎn)生52.3氣相色譜分析理論52.4電氣設(shè)備故障診斷的三比值法63基于組合賦權(quán)法和集對(duì)分析的變壓器質(zhì)量狀態(tài)評(píng)估研究73.1變壓器狀態(tài)指標(biāo)的建立73.2基于組合賦權(quán)法的各指標(biāo)權(quán)重的確定83.2.1組合賦權(quán)法的提出93.2.2確定內(nèi)

10、涵型權(quán)重93.2.2.1未確知有理數(shù)的概念93.2.2.2建立權(quán)重計(jì)算模型103.2.2.3確定特征氣體的權(quán)重103.2.3.4評(píng)估指標(biāo)權(quán)重計(jì)算步驟113.2.3確定信息型權(quán)重113.2.4確定組合權(quán)重123.2.4.1博弈論概述133.2.4.2權(quán)重的一致性檢驗(yàn)133.2.4.3基于博弈論的組合權(quán)重法計(jì)算步驟133.2.4.4matlab軟件的相關(guān)介紹143.3基于集對(duì)分析的變壓器故障類型診斷153.3.1集對(duì)分析理論簡(jiǎn)介153.3.2集對(duì)分析的聯(lián)系度153.3.2.1聯(lián)系度的概念153.3.2.2聯(lián)系度的層次結(jié)構(gòu)163.3.2.3差異度系數(shù)i的取值過程164實(shí)例分析19結(jié)論22參考文獻(xiàn)24

11、致謝261緒論1.1課題研究背景架空輸電線路是電網(wǎng)運(yùn)行中重要的組成部分，同時(shí)也是我國電能供應(yīng)中重要的組成部分。經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展是離不開電能的供應(yīng)的，因此一定要保證輸電線路的運(yùn)行安全和穩(wěn)定，對(duì)輸電線路進(jìn)行維護(hù)。在輸電線路運(yùn)行的過程中是存在著很多問題的，對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析可以找到更好的解決措施，同時(shí)對(duì)輸電線路也能更好的進(jìn)行維護(hù)和管理，確保輸電線路的安全運(yùn)行。輸電線路的運(yùn)行情況對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展都是非常重要的，因此一定要做好輸電線路的維護(hù)工作。輸電線路是保證電能夠正常供應(yīng)的關(guān)鍵，但是在實(shí)際的運(yùn)行過程中，輸電線路也是會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)故障的，對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，可以對(duì)輸電線路進(jìn)行更好的維護(hù)，保證輸電線

12、路的運(yùn)行安全。導(dǎo)致電力線路出現(xiàn)運(yùn)行故障的原因是非常多的，在對(duì)故障出現(xiàn)原因進(jìn)行分析的時(shí)候要做到具體的問題具體的分析，這樣才能更好的確保電力線路的正常運(yùn)行。經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展，使得電力線路在進(jìn)行建設(shè)的時(shí)候規(guī)模越來越大，覆蓋的面積也在不斷擴(kuò)大，但是電力線路在進(jìn)行架設(shè)的時(shí)候都是在戶外，這樣就要對(duì)電力線路進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候做好保護(hù)措施，同時(shí)在運(yùn)行的時(shí)候也要做好防護(hù)措施。根據(jù)不同區(qū)域的自然條件，加強(qiáng)分析，并且積極的探索保護(hù)電力線路的手段，更好的保證電力線路的運(yùn)行情況。積極探索，多方位、全時(shí)段地保護(hù)，將導(dǎo)致電力線路故障的隱患及時(shí)的消滅，從而有效的維護(hù)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，保障供電的穩(wěn)定。自20世紀(jì)80年代以來，

13、我國的狀態(tài)維修技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，各單位相繼研制了不同類型的監(jiān)測(cè)裝置，而現(xiàn)階段我國電網(wǎng)公司的電氣設(shè)備檢修實(shí)行計(jì)劃檢修為主，計(jì)劃檢修與狀態(tài)檢修相結(jié)合，逐步向狀態(tài)檢修過度的模式。隨著電力設(shè)備維修方式的發(fā)展，用于評(píng)估的數(shù)據(jù)不再只是少量的單次數(shù)據(jù)而是包括離線實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和大量連續(xù)在線數(shù)據(jù)在內(nèi)的數(shù)據(jù)信息。這些激增的數(shù)據(jù)背后隱藏著許多重要信息，為電業(yè)部門的決策提供依據(jù)，對(duì)其進(jìn)行更高層次的分析。國內(nèi)外針對(duì)這些數(shù)據(jù)有許多處理方式，從而對(duì)架空線路運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。本文針對(duì)屬性權(quán)重信息完全未知的直覺模糊多屬性決策問題進(jìn)行了探究，提出了一種綜合考慮隸屬度、非隸屬度以及猶豫度的新的得分函數(shù)，利用改進(jìn)的得分函數(shù)將傳統(tǒng)的熵

14、權(quán)法推廣到直覺模糊領(lǐng)域，為屬性權(quán)重完全未知的直覺模糊多屬性決策問題提供了一個(gè)新的排序方法。1.2研究目的與意義導(dǎo)致電力線路出現(xiàn)運(yùn)行故障的原因是非常多的，在對(duì)故障出現(xiàn)原因進(jìn)行分析的時(shí)候要做到具體的問題具體的分析，這樣才能更好的確保電力線路的正常運(yùn)行。經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展，使得電力線路在進(jìn)行建設(shè)的時(shí)候規(guī)模越來越大，覆蓋的面積也在不斷擴(kuò)大，但是電力線路在進(jìn)行架設(shè)的時(shí)候都是在戶外，這樣就要對(duì)電力線路進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候做好保護(hù)措施，同時(shí)在運(yùn)行的時(shí)候也要做好防護(hù)措施。根據(jù)不同區(qū)域的自然條件，加強(qiáng)分析，并且積極的探索保護(hù)電力線路的手段，更好的保證電力線路的運(yùn)行情況。積極探索，多方位、全時(shí)段地保護(hù)，將導(dǎo)致電力線路

15、故障的隱患及時(shí)的消滅，從而有效的維護(hù)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，保障供電的穩(wěn)定。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述1.3.1直覺模糊多屬性決策問題的研究現(xiàn)狀自從Zadeh于1965年提出模糊集理論以來，該理論已在現(xiàn)代社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。Atanassov對(duì)Zadeh的模糊集進(jìn)行了拓展，把僅考慮隸屬度的傳統(tǒng)模糊集推廣到同時(shí)考慮隸屬度、非隸屬度和猶豫度這三個(gè)方面信息的直覺模糊集。由于直覺模糊集比傳統(tǒng)的模糊集能夠更細(xì)膩的描述和刻畫客觀世界的模糊性本質(zhì)，近年來，人們對(duì)直覺模糊及模糊多屬性決策的研究產(chǎn)生了濃厚的興趣并取得了豐碩的研究成果。Papakostas，Hatzimichailidis和Kaburlasos

16、從模式識(shí)別角度對(duì)直覺模糊集的距離和相似度進(jìn)行了比較；EulaliaSzmidt等運(yùn)用直覺模糊集對(duì)信息量進(jìn)行了度量；在模糊多屬性決策方面，王堅(jiān)強(qiáng)等針對(duì)權(quán)重信息不完全確定和屬性值為梯形模糊數(shù)的多準(zhǔn)則決策問題，提出一種基于梯形模糊數(shù)的信息不完全確定的多準(zhǔn)則決策方法；Liu和Wang從得分函數(shù)的角度出發(fā)提出了直覺模糊多屬性決策的新的方法；Chen等將決策者對(duì)各方案的態(tài)度特征考慮在內(nèi)，提出了一個(gè)更符合實(shí)際的多屬性決策方法；Liu等則考慮了決策者的風(fēng)險(xiǎn)偏好問題。然而，直覺模糊理論和模糊多屬性決策理論，無論在理論研究還是實(shí)際應(yīng)用上，目前都還很不成熟，仍面臨著新的挑戰(zhàn)，尤其是有關(guān)由模糊集理論方法向直覺模糊理論

17、方法的推廣研究還有待于進(jìn)一步細(xì)化與完善。比如多屬性決策中用于排序的得分函數(shù)雖然引起了廣泛的研究，但是這些得分函數(shù)在實(shí)際應(yīng)用中要么和實(shí)際情況不相符，要么難于操作。比如Xu所提出的得分函數(shù)規(guī)則，因沒有考慮到投票模型中棄權(quán)人群對(duì)決策的影響，因而會(huì)產(chǎn)生和實(shí)際不相符的結(jié)果；而I iu和Wang等雖然考慮到了棄權(quán)人群的影響，但所提出的得分函數(shù)中包含兩個(gè)未知參數(shù)很難客觀給出，因此很難應(yīng)用于實(shí)踐。1.3.2模糊與不確定性理論研究現(xiàn)狀分析提到模糊與不確定性理論首先得認(rèn)識(shí)模糊集合，我們知道，普通集合是數(shù)學(xué)的最原始的概念，經(jīng)典數(shù)學(xué)的高樓大廈都建立在普通集合之上。但是自從數(shù)學(xué)家羅素提出的“理發(fā)師悖論”后，這個(gè)基礎(chǔ)就發(fā)

18、生了動(dòng)搖，這個(gè)悖論告訴我們生活中存在“非此非彼”的現(xiàn)象。美國的控制論專家Zadeh教授正視了這種現(xiàn)象，他揭示了現(xiàn)實(shí)生活中絕大多數(shù)概念并非都是“非此非彼”，只是“是”與“不是”那么簡(jiǎn)單，而概念的差異常以中介過渡的形式出現(xiàn)，是在“是”與“不是”之間，表現(xiàn)為“亦此亦彼”的模糊性現(xiàn)象11。在日常生活中，模糊現(xiàn)象與模糊概念幾乎淹沒了精確概念，例如“年輕人”、“高個(gè)子”、“污染”、“機(jī)械性能良好”等等。面對(duì)大量的模糊概念及不可避免地要處理大量的模糊性現(xiàn)象，傳統(tǒng)的方法及經(jīng)典的集合就顯得蒼白無力了，模糊與不確定性理論由此發(fā)展起來,下面對(duì)相關(guān)理論進(jìn)行介紹：（1）概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)通過取值于0,1的實(shí)數(shù)來實(shí)現(xiàn)不確定

19、信息的度量，它涉及到一個(gè)事物是否發(fā)生的不確定性和與之相關(guān)的量的規(guī)律性。（2）粗糙理論使用上、下近似集來粗略表達(dá)或者定義模糊信息（通常是隱藏在現(xiàn)象和數(shù)據(jù)中的知識(shí)和規(guī)律）。（3）灰色系統(tǒng)理論大部分都是通過數(shù)據(jù)生成的手段，對(duì)諸如少數(shù)據(jù)或者不確定性系統(tǒng)進(jìn)行信息加工和數(shù)據(jù)處理，然后從這些信息中得到有價(jià)值的規(guī)律和知識(shí)。（4）集對(duì)分析理論是一種新型的處理模糊和不確定知識(shí)的數(shù)學(xué)工具，能有效地分析和處理不精確、不一致、不完整等各種不確定信息，并從中發(fā)現(xiàn)隱含的知識(shí)，揭示潛在的規(guī)律。1.4本文研究的主要內(nèi)容本論文共分為五章，主要內(nèi)容如下：第一章為緒論部分。主要闡述了論文的研究背景、研究目的及意義，并對(duì)國內(nèi)外的相關(guān)研

20、究成果進(jìn)行綜述和分析，在借鑒已有的研究成果并根據(jù)目前的研究狀況，提出了本文的研究方法和主要研究?jī)?nèi)容。第二章是對(duì)架空線路運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估中的混合型多屬性決策的理論綜述，介紹了氣相色譜分析相關(guān)理論，為建立特征氣體指標(biāo)提供依據(jù)。第三章提出了基于組合賦權(quán)法和集對(duì)分析的變壓器質(zhì)量狀態(tài)評(píng)估研究模型。首先參考國內(nèi)外研究理論成果建立了狀態(tài)指標(biāo)。然后根據(jù)主、客觀賦權(quán)的優(yōu)缺點(diǎn)以及權(quán)重的本質(zhì)可以將指標(biāo)權(quán)重分為內(nèi)涵型權(quán)重（未確知有理數(shù)法獲?。┖托畔⑿蜋?quán)重（熵權(quán)法獲?。?，用博弈論的方法將兩種權(quán)重進(jìn)行融合、協(xié)調(diào)從而得到最優(yōu)權(quán)重，這里使用matlab軟件進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，使得計(jì)算非常簡(jiǎn)便。在得到各指標(biāo)權(quán)重之后，使之與集對(duì)分析理論結(jié)

21、合，得到測(cè)試數(shù)據(jù)與故障類型的聯(lián)系程度從而判斷出故障類型。第四章以某電廠的一次變壓器事故為例進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)，得出評(píng)價(jià)結(jié)果并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，針對(duì)存在的問題提出對(duì)策從而改善變壓器的運(yùn)行狀態(tài)。第五章總結(jié)歸納總結(jié)了本文的研究?jī)?nèi)容，指出論文的不足之處，為以后研究指明了方向。2架空線路運(yùn)行狀態(tài)各屬性的相關(guān)理論電力架空線路主要由導(dǎo)線、避雷線、絕緣子、桿塔基礎(chǔ)、拉線、接地裝置和各種金具等組成。由于高壓架空線路長期處于露天之下，使得線路的桿塔、絕緣子和導(dǎo)線等不僅經(jīng)受正常機(jī)械載荷和電力負(fù)荷的作用；還得經(jīng)受風(fēng)、雨、冰、雪、雷電、大氣污染等各種自然條件的影響。這些影響將會(huì)促使線路各元件趨于老化損壞甚至造成事故。因此我們

22、要結(jié)合具體問題，具體分析，合理地對(duì)輸電線路進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。2.1 輸電線路的防雷設(shè)計(jì)與優(yōu)化2.1.1雷擊輸電線路的概述輸電線路所經(jīng)之處大都是曠野和丘陵、高山，且線路長，遭受雷擊的機(jī)率較大。輸電線路的故障以雷擊跳閘的居多，尤其是在山區(qū)，雷擊跳閘引起的輸電線路故障遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力破壞，高居前列。雷擊輸電線路，過電壓波沿線路傳播到發(fā)電廠和變電站，引起線路開關(guān)跳閘，或者線路元件和電氣設(shè)備的損壞、供電中斷等事故。2.1.2雷擊輸電線路的危害雷電放電過程中，對(duì)輸電線路有很大的危害性。（1）雷云對(duì)地放電時(shí)，位于雷擊點(diǎn)附近的導(dǎo)線上，將產(chǎn)生感應(yīng)過電壓，會(huì)使輸電線路的絕緣發(fā)生擊穿或閃絡(luò)；（2）雷電流通過導(dǎo)體時(shí)，會(huì)產(chǎn)生

23、很大的熱量，使輸電線路的避雷線發(fā)生斷股；（3）雷云對(duì)地放電時(shí)，強(qiáng)大的雷電流會(huì)劈裂輸電線路的電桿和橫擔(dān)甚至擊毀桿塔等。2.1.3雷電的電氣參數(shù)在防雷設(shè)計(jì)中，需要知道雷電自身的電氣參數(shù)。它是防雷設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)，一般來說，有下列主要參數(shù)。（1）雷電活動(dòng)強(qiáng)度雷暴日及雷暴小時(shí) 一個(gè)地區(qū)一年中雷電活動(dòng)的強(qiáng)弱，通常以該地區(qū)多年年平均發(fā)生的雷暴天數(shù)或雷暴小時(shí)數(shù)來計(jì)算。雷暴日是每年中有雷電的天數(shù)，在一天內(nèi)只要聽到雷聲就算一個(gè)雷暴日。雷暴小時(shí)是每年中有雷電的小時(shí)數(shù)，即在一個(gè)小時(shí)內(nèi)只要聽到雷聲就算一個(gè)雷暴小時(shí)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國大部分地區(qū)一個(gè)雷暴日可折合為3個(gè)雷暴小時(shí)。雷電活動(dòng)的強(qiáng)弱不但和地球的緯度有關(guān)，而且與氣象條件有

24、很大關(guān)系。在炎熱的赤道附近雷暴日最多，平均約為100150雷暴日。我國長江流域與華北的某些地區(qū)，年平均雷暴日為40，而西北地區(qū)不超過15。國家根據(jù)長期觀察結(jié)果，繪制出全國平均雷暴日分布圖，給防雷設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。年平均雷暴日不超過15的地區(qū)為少雷區(qū)，超過40的為多雷區(qū)，超過90的地區(qū)及根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)雷害特別嚴(yán)重的地區(qū)為雷電活動(dòng)特殊強(qiáng)烈地區(qū)。（2）落雷密度 雷暴日及雷暴小時(shí)僅表示某一地區(qū)雷電活動(dòng)的強(qiáng)弱，它沒有區(qū)分是雷云之間放電還是雷云與地面之間放電。實(shí)際上，云間放電遠(yuǎn)多于云地放電，云間放電與云地放電之比在溫帶地區(qū)大約為1.53.0，在熱帶地區(qū)約為36。一般而言，雷擊地面才能構(gòu)成對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備及人員的

25、直接的損害，因此防雷需要知道有多少雷落到地面上，這就引入了落雷密度，即每一個(gè)雷暴日、每平方公里對(duì)地面落雷次數(shù)稱為地面落雷密度。電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T6201997建議取=0.07次/（平方公里.雷電日），但在土壤電阻率突變地帶的低電阻率地區(qū)，易形成雷云的向陽或迎風(fēng)的山坡，雷云經(jīng)常經(jīng)過的峽谷，這些地區(qū)值比一般地區(qū)大得多，在選擇發(fā)、變電站位置時(shí)應(yīng)盡量避開這些地區(qū)。（3）雷電通道波阻抗 由前分析可知，主放電時(shí)，雷電通道如同一個(gè)導(dǎo)體，雷電流在導(dǎo)體中流動(dòng)，因此，和普通導(dǎo)線一樣，對(duì)電流波呈現(xiàn)一定的阻抗，該阻抗叫做雷電通道波阻抗。事實(shí)上，這個(gè)數(shù)值與雷電流幅值有關(guān)，我國有關(guān)規(guī)定建議取300400。（4）雷電流的

26、極性 國內(nèi)外實(shí)測(cè)結(jié)果表明，負(fù)極性雷占絕大多數(shù)，約占（7590）%。加之負(fù)極性的沖擊過電壓線路傳播時(shí)衰減小，對(duì)設(shè)備危害大，故防雷計(jì)算一般按負(fù)極性考慮。（5）雷電流幅值 雷擊具有一定參數(shù)的物體（如避雷針、線路桿塔、地線或?qū)Ь€）時(shí)，流過被擊物的電流與被擊物之波阻抗（）有關(guān)，越小，流過被擊物的電流越大。當(dāng)為零時(shí)，流經(jīng)被擊物的電流電議為“雷電流”。實(shí)際上被擊物阻抗不可能為零。規(guī)程規(guī)定，雷電流是指雷擊于R30的低接地電阻物體時(shí)，流過該物體的電流。（6）雷電流的波頭、陡度及波長 根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果，雷電沖擊波的波頭是在15的范圍內(nèi)變化，多為2.52.6；波長在20100的范圍內(nèi)，多數(shù)為50左右。波頭及波長的長度變

27、化范圍很大，工程上根據(jù)不同情況的需要，規(guī)定出相應(yīng)的波頭與波長的時(shí)間。在線路防雷計(jì)算時(shí)，規(guī)程規(guī)定取雷電流波頭時(shí)間為2.6,波長對(duì)防雷計(jì)算結(jié)果幾乎無影響，為簡(jiǎn)化計(jì)算，一般可視波長為無限長。（7）雷電流的波形 實(shí)測(cè)結(jié)果表明，雷電流的幅值、陡度、波頭、波尾雖然每次不同，但都是單極性的脈沖波。電力設(shè)備的絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)和電力系統(tǒng)的防雷保護(hù)設(shè)計(jì)，要求將雷電流波形等值為典型化、可用公式表達(dá)、便與計(jì)算的波形。2.1.4電力線路的綜合防雷措施及有關(guān)規(guī)定架空電力線路的防雷措施，是一個(gè)綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題。從技術(shù)上分析，衡量防雷工作主要是耐雷水平和雷擊跳閘率兩個(gè)指標(biāo)。而在經(jīng)濟(jì)上，一方面不希望線路因雷擊引起頻繁的跳閘造成經(jīng)

28、濟(jì)上的較大損失；另一方面，如果在防雷措施上采取過高的要求，則會(huì)大量增加投資，也是不可取的。因此，在進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該根據(jù)線路的電壓等級(jí)、負(fù)荷的性質(zhì)、線路經(jīng)過地區(qū)雷電活動(dòng)的強(qiáng)度和土壤電阻率等條件，結(jié)合當(dāng)?shù)匾延械木€路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，從而確定出合理的防護(hù)措施。（1）架設(shè)避雷線架設(shè)避雷線是架空電力線路最基本的防雷措施之一。避雷線具有以下幾項(xiàng)基本功能：防止雷直擊導(dǎo)線；當(dāng)雷擊桿塔頂時(shí)起分流作用，從而降低桿塔頂?shù)碾娢?；?duì)導(dǎo)線有耦合作用，降低絕緣子串上的電壓；對(duì)導(dǎo)線有屏蔽降低導(dǎo)線上的感應(yīng)電壓。DL/T5092對(duì)各級(jí)架空電力線路架設(shè)避雷線的要求如下：330kv及500kv線路應(yīng)沿全線架設(shè)雙避雷線。

29、220kv線路應(yīng)沿全線架設(shè)避雷線；在山區(qū)宜架設(shè)雙避雷線，但少雷區(qū)可只架設(shè)單根避雷線。110kv線路一般也應(yīng)沿全線架設(shè)避雷線，在雷電活動(dòng)特別強(qiáng)烈的地區(qū)宜架設(shè)雙避雷線；在少雷地區(qū)或運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明雷電活動(dòng)輕微地區(qū)，可不沿全線架設(shè)避雷線，但應(yīng)裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置。對(duì)于35kv及以下線路，由于線路本身絕緣比較薄弱，沿全線裝設(shè)避雷線效果不大，故只在兩端12km進(jìn)出線段進(jìn)行架設(shè)。裝設(shè)避雷線的線路，桿塔上避雷線對(duì)邊導(dǎo)線的保護(hù)角：對(duì)于220kv線路及330kv雙避雷線線路，一般采用20左右；山區(qū)單避雷線線路25左右；對(duì)于500kv一般不大于15；山區(qū)宜采用較小的保護(hù)角。（2）降低桿塔接地電阻避雷線在每一基桿上都需要

30、接地，對(duì)于一般高度的桿塔，降低接地電阻是提高線路耐雷水平、防止反擊過電壓的有效措施。DL/T 5092規(guī)定：有避雷線的線路每基桿塔（解開避雷線時(shí)）的工頻接地電阻，在雷雨季節(jié)干燥時(shí)測(cè)量，不宜超過表1-1所列數(shù)值。表1-1 有避雷線桿塔的工頻接地電阻值土壤電阻率（.m）100及以下1001505001000100020002000以上接地電阻（）1015202530（3）架設(shè)耦合地線在降低接地電阻有困難的地方，為了提高線路的防雷水平，減少雷擊跳閘率，可采用在導(dǎo)線下面（或其附近）加掛一根耦合線的方法。它的作用是加強(qiáng)避雷線與導(dǎo)線之間的耦合，使線路絕緣子串上的電壓降低。同時(shí)，也增加了對(duì)雷電流的分流作用。

31、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，加耦合地線后，線路跳閘率將有明顯降低。（4）裝置自動(dòng)重合閘由于雷擊閃絡(luò)后絕緣性能大多能很快在跳閘后自行恢復(fù)，因此，安裝自動(dòng)重合閘裝置對(duì)于降低線路的雷擊事故率具有較好的效果。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國在110kv及以上送電線路的自動(dòng)重合閘，其成功率在75%95%；35kv及以下線路約為50%80%。因此，各級(jí)電壓的線路應(yīng)盡量裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置。（5）采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式對(duì)于雷電強(qiáng)烈而接地電阻又難以降低的地區(qū)，在110kv電網(wǎng)中可考慮將中性點(diǎn)直接接地改為經(jīng)消弧線圈接地，這樣，絕大多數(shù)的單相雷閃接地故障將自動(dòng)消除。當(dāng)兩相或三相落雷時(shí)，由于先對(duì)地閃絡(luò)的那一相，相當(dāng)于一根避雷箱，增加了耦合作用，

32、使未閃絡(luò)相上的絕緣子串電壓下降，從而提高了耐雷水平。（6）對(duì)線路交叉跨越的保護(hù) 線路交叉跨越出可能形成較弱的空氣間隙絕緣，雷擊時(shí)結(jié)緣薄弱點(diǎn)首先發(fā)生閃絡(luò)，從而使兩條相互交叉的線路同時(shí)跳閘，并將引起電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置的非選擇性動(dòng)作、擴(kuò)大系統(tǒng)事故。DL/T 5092對(duì)交叉跨越的防雷保護(hù)基本要求如下：線路交叉檔兩端的絕緣不應(yīng)低于其相鄰檔桿塔的絕緣。同級(jí)電壓線路交叉或與較低電壓線路、通信線路交叉時(shí)，兩交叉線路導(dǎo)線間或上方線路導(dǎo)線與下方線路避雷線之間的垂直距離，應(yīng)滿足表1-2所列數(shù)值。若交叉距離比表2所列數(shù)值大及以上時(shí)，則交叉檔可不采取保護(hù)措施。表1-2 同級(jí)電壓線路相互交叉或與較低電壓線路、通信線路交叉時(shí)

33、的交叉距離額定電壓（kv）<131020110154220330500交叉距離（m）145679交叉檔兩端的鋼筋混泥土電桿或鐵塔（上下方線路共4基），不論有無避雷線，均應(yīng)進(jìn)行人工接地處理，接地電阻也應(yīng)滿足表1-1要求。35kv及以上交叉檔兩端為木桿，或木橫擔(dān)鋼筋混泥土桿且無避雷線時(shí)，應(yīng)裝設(shè)管型避雷器或保護(hù)間隙。對(duì)大跨越檔的保護(hù)，要求大跨越檔的絕緣水平不應(yīng)低于同一級(jí)線路的其他桿塔。全高超過40m有避雷線的桿塔，每增加10m,應(yīng)增加1片絕緣子。對(duì)于全高超過100m的桿塔，絕緣子數(shù)量應(yīng)結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及通過雷電過電壓的計(jì)算來確定。未沿全線架設(shè)避雷線的35kv及以上新建線路的大跨越段，宜架設(shè)避雷線。

34、對(duì)新建成有無避雷線的大跨越檔，應(yīng)增設(shè)慣性避雷器或保護(hù)間隙。22 電暈放電的影響與防護(hù)2.2.1電暈放電現(xiàn)象當(dāng)在電極兩端加上較高但未達(dá)擊穿的電壓時(shí)，如果電極表面附近的電場(chǎng)（局部電場(chǎng)）很強(qiáng)，則電極附近的氣體介質(zhì)會(huì)被局部擊穿而產(chǎn)生電暈放電現(xiàn)象。當(dāng)電極的曲率半徑很小時(shí)，由于其附近的場(chǎng)強(qiáng)特別高，很容易發(fā)生電暈放電。在通常的情況下，都是研究在曲率半徑很小電極處的電暈放電。電暈放電現(xiàn)象可在很多場(chǎng)合下觀察到，例如，在高壓傳輸線和同軸圓筒所包圍導(dǎo)線的表面，或在針形不規(guī)則導(dǎo)體的附近以及在帶有高電壓的導(dǎo)體表面等處。 根據(jù)空間電荷場(chǎng)的相對(duì)重要性和陰極提供電子過程的性質(zhì)區(qū)分了湯生放電、輝光放電和弧光放電。在湯生放電中，

35、空間電荷場(chǎng)對(duì)外加電場(chǎng)的影響很小，而在輝光和弧光放電中，它卻起著重要的作用。在湯生和輝光放電中，次級(jí)電子的提供過程，如光子、正離子和亞穩(wěn)態(tài)原子過程所產(chǎn)生的作用不很明顯，而弧光則是借助于十分有效的次級(jí)過程如場(chǎng)致發(fā)射和熱離子發(fā)射而工作。岡此，自持湯生或輝光放電的燃點(diǎn)電壓或陰極位降值都要超過氣體電離電位一個(gè)數(shù)量級(jí)的大小，而自持弧光放電的陰極位降十分接近于氣體的電離電位。電暈放電電壓降比輝光放電壓降大(千伏數(shù)量級(jí))，但放電電流更?。ㄎ矓?shù)量級(jí)）。且往往發(fā)生在電極間電場(chǎng)分布不均勾的條件下。若電場(chǎng)分布均勻，放電電流又較大，則發(fā)生輝光放電現(xiàn)象；在電暈放電狀況下如提高外加電壓，而電源的功率又不夠大，此時(shí)放電就轉(zhuǎn)

36、變成火花放電；若電源的功率足夠大時(shí)，則電暈放電可轉(zhuǎn)變?yōu)榛」夥烹姟?在電暈放電中，一般說來，電極的幾何構(gòu)形起著重要作用。電場(chǎng)的不均勻性把主要的電離過程局限于局部電場(chǎng)很高的電極附近，特別是發(fā)在曲率半徑很小的電極附近或大或小的薄層中，氣體的發(fā)光也只發(fā)生在這個(gè)區(qū)域里，這個(gè)區(qū)域稱為電離區(qū)域，或稱之為電暈層或起暈層。在這個(gè)區(qū)域之外，由于電場(chǎng)弱，不發(fā)生或很少發(fā)生電離，電流的傳導(dǎo)依靠正離子和負(fù)離子或電子的遷移運(yùn)動(dòng)，因此電離區(qū)域之外的區(qū)域被稱為遷移區(qū)域或外圍區(qū)域。若兩極中僅有一個(gè)電極起暈，則放電的遷移區(qū)域中基本上只有一種符號(hào)的帶電粒子，在此情況下，電流是單極性的。 形成電暈所需電場(chǎng)不均勻的程度與氣體的種類有很大

37、關(guān)系。在負(fù)電性的氣體中(如氣壓為Pa的空氣)，當(dāng)電極為球平面幾何構(gòu)形，電極間隙為球半徑時(shí)可建立電暈放電；與此相反，若充以非負(fù)電性氣體，則不會(huì)產(chǎn)生電暈放電現(xiàn)象。 電暈放電的電流強(qiáng)度取決于加在電極之間的電壓大小、電極的形狀、極間距離、氣體的性質(zhì)和密度。電暈放電是種自持放電，它不需要外加電離源來引發(fā)和維持放電。另外，電暈放電的電壓降不取決于外電路中的電阻，而決定于放電遷移區(qū)域的電導(dǎo)；在遷移區(qū)域內(nèi)存在單極性的空間電荷時(shí)，它妨礙著放電電流的通過，此時(shí)電暈放電的壓降大部分落在遷移區(qū)域上。 當(dāng)兩極間的電位差由零逐漸增大時(shí)，最初發(fā)生無聲的非自持放電，這時(shí)的電流很微弱，其大小決定于剩余電離；當(dāng)電壓增加到定數(shù)值V

38、s時(shí)，電暈放電發(fā)生了。該電壓Vs稱為起暈電壓或電暈放電的閥值電壓，它的大小數(shù)值由電極間電流的突然增大(從大約到A)和在曲率半徑較小的電極處朦朧的輝光的出現(xiàn)所表征。若繼續(xù)增大電位差，則電流強(qiáng)度將增大，發(fā)光層的大小及其亮度也同時(shí)增大。當(dāng)外加電壓比閥值電壓高很多時(shí)，電暈放電會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榛鸹ǚ烹姲l(fā)生火花的擊穿。 電暈放電的極性決定于具有小曲率半徑的電極的極性。如果曲率半徑小的電極帶正電位，則發(fā)生的電暈稱為正電暈；反之則稱為負(fù)電暈；此外，按提供的電壓類型也可以將電暈放電分為直流電暈、交流電暈和高頻電暈。按出現(xiàn)電暈電極的數(shù)目分類時(shí)，則有單極電暈、雙極電暈和多極電暈。電暈放電現(xiàn)象的應(yīng)用很廣，例如除塵器、高速打印

39、饑、漂白裝置等。在某些場(chǎng)合，又不希望它發(fā)生，如高壓傳輸線上的電暈會(huì)引起電能的損耗和對(duì)廣播電視的干擾。因此，研究電暈的基本過程具有重要的實(shí)用價(jià)值。 2.2.2電暈產(chǎn)生的機(jī)理 電暈即局部放電，是指當(dāng)電壓應(yīng)力超過某一臨界值時(shí)，在絕緣系統(tǒng)中氣體瞬時(shí)電離引起的一種局部放電現(xiàn)象。顯然，“局部”并不是每一處，“瞬時(shí)并非持續(xù)，“氣體電離則說明無氣體便無電暈，因此，氣體是電暈產(chǎn)生的最根本的條件之一。 眾所周知，氣體是不導(dǎo)電的，為優(yōu)良的絕緣體。但是，當(dāng)提高氣體間隙上的外施電壓而達(dá)到一定數(shù)值后，電流會(huì)突然劇增，從而使氣體失去絕緣性能，產(chǎn)生自持放電現(xiàn)象。所以，電暈產(chǎn)生有兩個(gè)主要的因素：一是空氣隙的存在，另一個(gè)就是電壓

40、應(yīng)力(即電場(chǎng)強(qiáng)度)超過了空氣隙的擊穿電壓。在絕緣材料的內(nèi)部、電極之間都會(huì)存在一定的空氣隙，因而，當(dāng)作用在這些空氣隙上的電壓應(yīng)力超過氣體的擊穿電壓時(shí)，氣體就會(huì)被擊穿，形成電暈。 最初，局部放電產(chǎn)生的電火花燒蝕絕緣表面，同時(shí)產(chǎn)生的臭氧和酸對(duì)絕緣表面也有腐蝕作用，使得絕緣表面變得粗糙，然后這種燒蝕和腐蝕緩慢滲入絕緣體內(nèi)部，但不會(huì)造成急劇損壞。燒蝕到一定階段就會(huì)向四周傳播，形成枝狀生長的通路，該通路是導(dǎo)電的。這是因?yàn)橥返谋跁?huì)碳化或者因?yàn)槠渲械臍怏w高度電離所致。2.2.3 電暈放電形成條件 并不是所有的氣體放電都表現(xiàn)為電暈放電形式，只有在極不均勻電場(chǎng)中的氣體，當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)足夠大時(shí)，才會(huì)形成電暈。也就是說只有

41、當(dāng)極間距離對(duì)起暈電極表面最小曲率半徑的比值大于一定值時(shí)，電暈才有可能發(fā)生;若比值小于此值，氣隙將發(fā)生火花擊穿。 電力系統(tǒng)中所遇到的絕緣結(jié)構(gòu)大多是不均勻的。不均勻電場(chǎng)的形式很多，絕大多數(shù)是不對(duì)稱電場(chǎng)。在電場(chǎng)極不均勻時(shí)，隨間隙上所加電壓的升高，在大曲率電極附近很小范圍內(nèi)的電場(chǎng)足以使空氣發(fā)生游離，而間隙中大部分區(qū)域的電場(chǎng)仍然很小。于是在大曲率電極附近很薄一層空氣中將具備自持放電(即外界游離因素不存在，間隙中的放電僅靠電場(chǎng)作用繼續(xù)進(jìn)行下去)的條件，放電僅局限在大曲率電極周圍很小的范圍內(nèi)，而整個(gè)間隙尚未擊穿。這種放電稱為電暈放電。這是由于大曲率周圍的強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)的氣體游離造成的。伴隨強(qiáng)場(chǎng)區(qū)中的游離、復(fù)合，激

42、勵(lì)和反激勵(lì)，發(fā)出大量光子，使起暈電極周圍有薄薄的紫色光層，稱為電暈層，電暈層以外的電場(chǎng)很弱，不再發(fā)生游離。 電暈放電是極不均勻電場(chǎng)所特有的一種自持放電形式，是極不均勻電場(chǎng)的特征之一。它與其他形式的放電有本質(zhì)的區(qū)別，電暈放電時(shí)的電流強(qiáng)度并不取決于電路中的阻抗，而取決于電極外氣體空間的電導(dǎo)，這就取決于外加電壓、電極形狀、極間距離、氣體的性質(zhì)和密度等。 通常以開始出現(xiàn)電暈時(shí)的電壓稱為電暈起始電壓，它低于擊穿電壓，電場(chǎng)越不均勻，兩者的差值越大。電暈放電的起始電壓在理論上可根據(jù)自持放電條件求取，但這種計(jì)算很繁雜且不精確，所以通常都是根據(jù)由實(shí)驗(yàn)得出的經(jīng)驗(yàn)公式來確定的。對(duì)于輸電線路導(dǎo)線的電暈放電的起始場(chǎng)強(qiáng)，

43、在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下電暈起始場(chǎng)強(qiáng)E(指導(dǎo)線的表面場(chǎng)強(qiáng)，交流電壓下電壓用峰值來表示)的經(jīng)驗(yàn)表達(dá)式為 E=30(1+0.3/)kv/cm式中：r為導(dǎo)線半徑，單位為cm。上式說明，導(dǎo)線半徑r越小則E值越大，這是可以理解的。因?yàn)閞越小，電場(chǎng)越不均勻，即間隙中場(chǎng)強(qiáng)隨離導(dǎo)線距離的增加而下降得越快。實(shí)際對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)大氣條件，要進(jìn)行氣體密度的修正，上式應(yīng)改寫為 E=30(1+0.3/)kv/cm式中：為氣體相對(duì)密度。還有導(dǎo)線表面并不是光滑的，所以對(duì)絞線要考慮表面粗糙系數(shù)m。此外對(duì)于雨雪等使導(dǎo)線表面偏離理想狀態(tài)的因素（雨水的水滴使導(dǎo)線表面形成凸起的導(dǎo)電物）可用系數(shù)m加以考慮。此時(shí)式子改寫為E=30m m (1+0.3

44、/)kv/cm理想光滑導(dǎo)線m=1，絞線m=0.80.9；好天氣時(shí)m=1，壞天氣時(shí)m可按0.8估算。2.2.4電暈放電對(duì)輸電線路的影響輸電線路電暈不僅造成電暈損耗、影響輸電效率、增加線路運(yùn)行費(fèi)用，而且會(huì)產(chǎn)生可聽噪聲和無線電干擾，影響附近居民的正常生活和工作。直流線路的電暈放電還會(huì)使極導(dǎo)線之間、極導(dǎo)線與大地之間充滿空間電荷，使線路附近對(duì)地絕緣較好的物體上積累電荷，從而產(chǎn)生數(shù)千伏或更高的對(duì)地電壓，對(duì)人身和設(shè)備的安全造成威脅。電暈產(chǎn)生的電風(fēng)可使檔距內(nèi)的導(dǎo)線持續(xù)大幅度低頻舞動(dòng)，影響電能正常輸送。2.2.5如何有效防止電暈放電為避免電暈現(xiàn)象的產(chǎn)生，可采取加大導(dǎo)線半徑或線間距離的方法，以提高產(chǎn)生電暈現(xiàn)象的臨

45、界電壓。一般加大線間距離的效果并不顯著，反而增加線路的桿塔費(fèi)用。而增大導(dǎo)線半徑的方法則效果較顯著，常用的方法是更換粗導(dǎo)線、使用空芯導(dǎo)線、采用分裂導(dǎo)線等。進(jìn)行線路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選擇足夠的導(dǎo)線截面積，或采用分裂導(dǎo)線降低導(dǎo)線表面電場(chǎng)的方式，以避免發(fā)生電暈。2.3 架空線路的覆冰消除2008年冬季席卷中國南方各省市的嚴(yán)重冰雪災(zāi)害給國家和人民帶來的重大的損失，使得高壓線路的維護(hù)保養(yǎng)這個(gè)比較高技術(shù)含量的工程技術(shù)問題成為公眾的關(guān)注焦點(diǎn)。我們要了解冰雪災(zāi)害對(duì)高壓輸電線路損害的特點(diǎn)及原因，重點(diǎn)掌握輸電線路設(shè)計(jì)和日常維護(hù)措施，防患于未然，以保證電力系統(tǒng)能夠安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。2.3.1 架空線路覆冰的形成架空線路的覆冰是

46、在初冬或初春時(shí)節(jié)（氣溫在-5C左右），或者是在降雪或雨雪交加的天氣里，在架空線路的導(dǎo)線、避雷線、絕緣子串等處均會(huì)有冰、霜和濕雪混合形成的冰層。這是一層結(jié)實(shí)而又緊密的透明或半透明的冰層，形成浮冰層的原因，是由于在自然界物體上附著水滴，當(dāng)氣溫下降時(shí)，這些水滴便凝結(jié)成冰，而且越結(jié)越厚。有時(shí)，也會(huì)在導(dǎo)線表面上結(jié)上一層白霜，呈冰渣性質(zhì)，起重量比堅(jiān)實(shí)的覆冰輕得多，但其厚度卻大得多。當(dāng)風(fēng)向與線路平行時(shí)，覆冰的斷面呈橢圓形；當(dāng)風(fēng)向與線路垂直時(shí)，覆冰的斷面呈扇形，即在導(dǎo)線的一個(gè)側(cè)面；當(dāng)無風(fēng)時(shí)，覆冰則是均勻的一層。此外，覆冰還與線路走向有關(guān)，在冷、熱空氣的交匯處經(jīng)過的線路，覆冰就更嚴(yán)重。覆冰在導(dǎo)線或絕緣子上停留的

47、時(shí)間也是不同的，這主要決定于其氣溫的高低和風(fēng)力的大小，短則幾小時(shí)，長則達(dá)幾天。2.3.2覆冰的危害導(dǎo)線和避雷線上的覆冰有時(shí)是很厚的，嚴(yán)重時(shí)會(huì)超過設(shè)計(jì)線路時(shí)所規(guī)定荷重。如果導(dǎo)線、避雷線發(fā)生覆冰時(shí)還伴著強(qiáng)風(fēng)，其荷重更要加大，這可能引起導(dǎo)線或避雷線斷線，使金具和絕緣子串破壞，甚至使桿塔損壞。尤其是扇形覆冰，它能使導(dǎo)線發(fā)生扭轉(zhuǎn)，所以對(duì)金具和絕緣子串威脅最大。常見的線路覆冰危害如下。（1）桿塔因覆冰而損壞一般是由于直線桿塔某一側(cè)導(dǎo)線斷線所造成的。此時(shí)，由于帶冰的導(dǎo)線在該桿塔的另一側(cè)形成較大的張力，使桿塔受到過大的荷重，故造成倒桿或倒塔事故。（2）導(dǎo)線覆冰事故如果導(dǎo)線在桿塔上是垂直排列的，當(dāng)導(dǎo)線和避雷線上

48、的覆冰有局部脫落時(shí)，因各導(dǎo)線的荷重不均因，會(huì)使導(dǎo)線發(fā)生跳躍現(xiàn)象，從而使導(dǎo)線發(fā)生碰撞，造成短路故障。（3）線路各檔距覆冰不均引起事故由于線路各檔距內(nèi)的覆冰不均等原因，會(huì)使各檔距內(nèi)的弧垂發(fā)生很大變化。有嚴(yán)重覆冰的檔距內(nèi)導(dǎo)線荷重很大，會(huì)使導(dǎo)線嚴(yán)重下垂，以致有時(shí)使導(dǎo)線離地面距離降低，因而發(fā)生事故。（4）絕緣子串覆冰事故雖然絕緣子上冰層厚度所增加的重量不大，但卻降低了絕緣子串的絕緣水平，會(huì)引起閃絡(luò)接地事故，甚至燒壞絕緣子，其后果也很嚴(yán)重。2.3.3覆冰的消除方法為了防止覆冰所以起的故障，設(shè)計(jì)桿塔時(shí)，應(yīng)考慮由于覆冰所形成的外加荷重。對(duì)經(jīng)常發(fā)生嚴(yán)重覆冰的地區(qū)，架設(shè)耐覆冰式的線路，這種線路的桿塔較一般桿塔的機(jī)

49、械強(qiáng)度大，檔距較短，導(dǎo)線張力小。為了避免碰線，導(dǎo)線應(yīng)采用水平排列的布置方法，并應(yīng)適當(dāng)?shù)丶哟髮?dǎo)線和避雷線之間的距離。選擇線路路徑時(shí)，應(yīng)注意避開冷、熱空氣的交匯處。但是在覆冰特別嚴(yán)重的地區(qū)，上述措施還是不夠的，覆冰仍可引起破壞線路的事故。因此，在運(yùn)行中必須觀察導(dǎo)線上產(chǎn)生覆冰的情況，并采取適當(dāng)?shù)拇胧┯枰韵Ｏ龑?dǎo)線上的覆冰，有電流熔解法和機(jī)械除水法。（一）電流熔解法這種方法，主要是加大負(fù)荷電流或用短路電流來加熱導(dǎo)線使覆冰熔解落地，達(dá)到除冰的目的。具體做法如下：（1）用改變電力網(wǎng)的運(yùn)行方式來增大線路負(fù)荷電流。（2）將線路與系統(tǒng)斷開，并將線路的一端三相短路起來，另一端用特設(shè)的變壓器或發(fā)電來供給短路電流

50、。當(dāng)采用增大線路負(fù)荷電流來加熱導(dǎo)線的做法時(shí)，應(yīng)在覆冰開始形成的初期，加大負(fù)荷電流，作為預(yù)防措施。但是這種方法會(huì)使線路的電壓降低、增大電能損耗，所以不能長期使用。當(dāng)采用短路法來熔化覆冰時(shí)，則應(yīng)根據(jù)線路長度，導(dǎo)線的截面和材料，準(zhǔn)備好必要的設(shè)備，其容量應(yīng)事先計(jì)算好，使之能夠滿足熔冰的要求。短路融冰法的接線如圖所示。 短路電流近似計(jì)算公式如下： I= 式中系統(tǒng)所加相電壓，V; 電路線段的長度，km; 導(dǎo)線的電阻，； I短路電流，A。在進(jìn)行熔冰以前，應(yīng)注意檢查長時(shí)間通過短路電流的系統(tǒng)接線和設(shè)備。用短路電流熔冰時(shí)最好不要使用發(fā)電廠和變電所的接地網(wǎng)，而采用單獨(dú)的接地裝置，以免發(fā)生危險(xiǎn)。用短路電流熔冰時(shí)，還應(yīng)

51、派人到線路上去觀察覆冰的熔化過程，當(dāng)覆冰已開始從導(dǎo)線上脫落時(shí)，應(yīng)立即切斷熔冰電流，否則時(shí)間一長，會(huì)使導(dǎo)線過熱，特別應(yīng)注意導(dǎo)線的連接處。在一般的設(shè)備條件下，電流熔冰法是很難實(shí)現(xiàn)的，因此除了在重冰區(qū)，其實(shí)用價(jià)值不大。（二）機(jī)械除冰法機(jī)械除冰主要采用下列幾種做法：（1）從地面上向?qū)Ь€或避雷線拋擲短木棍，打碎覆冰，使之脫落。也可以用木桿或竹竿進(jìn)行敲打，使覆冰脫落。如果線路停電困難也可用絕緣桿來敲打覆冰。（2）用木制套圈套在導(dǎo)線上，并用繩子順著導(dǎo)線拉，便可消除覆冰。（3）用滑車式除冰器來除冰。機(jī)械除冰法的主要缺點(diǎn)是，必須停電進(jìn)行，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力。采用機(jī)械除冰法時(shí)，必須保證導(dǎo)線和避雷線不發(fā)生任何機(jī)械損壞。2.

52、4 防止污穢閃絡(luò)2.4.1常見污穢類型輸電線路污穢復(fù)雜，種類多、分布廣，按污源特征可以歸納為兩種：工業(yè)型污穢和自然型污穢。工業(yè)污穢具體包括化工廠、冶煉廠及火電廠的排煙，水泥廠、煤礦和煤場(chǎng)的粉塵，循環(huán)水、冷水塔和噴水池的水霧等。工業(yè)型污穢按照產(chǎn)生源的類型可以分為化工污穢、水泥污穢、冶金污穢、煤煙污穢等；自然污穢是在自然條件下所產(chǎn)生的污穢，包括塵土污穢、鹽堿污穢和海水鹽霧污穢等類型，以及鳥糞污穢和絕緣予覆冰積雪等。鳥糞污穢則是一種特別的自然污穢形式。絕緣子覆冰積雪也是一種特殊形式的自然污穢。2.4.2污穢放點(diǎn)機(jī)理 絕緣子表面染污放電機(jī)理較為一致的認(rèn)識(shí)是：沿絕緣子濕潤污穢表面的閃絡(luò)現(xiàn)象已不是一種單純

53、的空氣間隙擊穿，而是一種與電、熱、化學(xué)等因素有關(guān)的污穢表面氣體電離以及局部電弧發(fā)生、發(fā)展的熱動(dòng)力平衡過程。絕緣子的污閃過程一般受絕緣子表面特性的影響，現(xiàn)有絕緣子的表面狀況有兩種：憎水性或親水性。瓷和玻璃絕緣子一般為親水性表面；復(fù)合絕緣子，特別是硅橡膠復(fù)合絕緣子表面一般為憎水性。在受潮條件(如雨、薄霧等)下，親水性表面將完全濕潤而形成水膜覆蓋在絕緣子上。相比之下，同樣的受潮條件，憎水性表面上形成的是多個(gè)水珠。2.4.3設(shè)計(jì)措施(1)線路路徑盡量避開污穢區(qū)。在保證經(jīng)濟(jì)合理施工較方便的情況下，設(shè)計(jì)選擇線路路徑時(shí)盡量避開污穢等級(jí)高的化工廠、發(fā)電廠、冶金廠、煤窯等。對(duì)無法避免的情況下，準(zhǔn)確掌握沿線高等級(jí)

54、污穢源的污穢程度和擴(kuò)散范圍，對(duì)輸電線路的影響程度。(2)盡可能地掌握線路環(huán)境資料和氣象資料，結(jié)合當(dāng)?shù)剡\(yùn)行部門經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)污區(qū)圖計(jì)算出線路絕緣子泄露比距，計(jì)算時(shí)采用高一級(jí)的污穢等級(jí)進(jìn)行計(jì)算。2.4.4技術(shù)措施污閃故障波及面廣且時(shí)間較長，有時(shí)造成幾十條線路污閃停電。所以，防止污閃對(duì)保證線路安全極為重要。一般可根據(jù)本地區(qū)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，目前主要采取以下防污措施：(1)確定線路的污穢期和污穢等級(jí)。要正確了解線路通過地區(qū)的大氣污穢程度和污穢性質(zhì)，正確劃分各地區(qū)的污穢區(qū)， 、便為防污閃工作提供可靠依據(jù)。(2)定期清掃絕緣子。在污穢季節(jié)到來之前，逐基登桿清掃絕緣子，除去絕緣子表面的污穢物。清掃方法一般每年在雨季前

55、清掃一次，可用干布、濕布或蘸汽油的布(或浸肥皂水的布)將絕緣子擦干凈，同時(shí)也可帶電沖洗絕緣子。對(duì)污穢嚴(yán)重不易在現(xiàn)場(chǎng)清掃的絕緣子，也可以更換新的絕緣子，將舊絕緣子帶回，在工廠進(jìn)行清掃。(3)更換不良和零值絕緣子。定期對(duì)絕緣子串進(jìn)行絕緣檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)不良絕緣子和零值絕緣子要及時(shí)更換。(4)增加絕緣子串的單位泄漏比距。絕緣子表面泄漏電流越大，污閃越嚴(yán)重。而泄漏電流的大小與絕緣子串的單位泄漏比距成反比，因此，可以增加絕緣子片數(shù)或改為耐污絕緣子來增加絕緣子串的單位泄漏比距。(5)絕緣子串盡量采用V串和組合絕緣子串形式，提高絕緣子污穢閃絡(luò)電壓。(6)采用防污涂料。對(duì)污穢嚴(yán)重地區(qū)的絕緣子，必要時(shí)可采取定期在表面涂有機(jī)硅油等防污涂料，以增強(qiáng)其抗污能力。有條件時(shí)，也可采用半導(dǎo)體釉絕緣子(7)采用合成絕緣子。合成絕緣子是由環(huán)氧玻璃纖維棒制成芯棒和以硅橡膠為基本絕緣體構(gòu)成。環(huán)氧玻璃纖維棒抗張強(qiáng)度相當(dāng)高，硅橡膠絕緣傘裙具有良好的耐污閃性能，所以采用合成絕緣子是線路防污閃的有效措施。(8)光傳感器輸變電設(shè)備污穢在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。即通過對(duì)光傳感器測(cè)量光通量的變化進(jìn)行觀察，從而取得絕緣子的污穢度(鹽密、灰密)。與傳統(tǒng)測(cè)量方法比較，消除了人為影響的干預(yù) 大大降低作業(yè)人員工作量、能夠最大程度地獲取飽和污穢度，對(duì)于這一