输电线路介绍

一、输电线路概述
电力线路是电力系统的组成部分，担负着输送和分配电能的任务。

根据输送距离和输送容量的大小，输电线路采用不同的电压等级。

太原电网采用的电压等级由低向高分别是0.38、6、10、35、110、220、500千伏共7个电压等级，6千伏电压等级主要由煤矿用户等使用，公司管理的此类设备很少。

这里主要介绍110千伏及以上的线路。

目前太供管辖的输电线路主要按照电压等级、输送介质和所属分区进行分块管理，大体上划分为主网输电线路和农网输电线路。

主网输电线路包括部分市区及近郊的35千伏线路及110千伏及以上的全部线路（用户线路除外），架空线路部分由输电工区负责管理维护，高压电缆由电缆工区负责管理维护，同时电缆工区也负责35千伏及以下的城市配网电缆线路的运行维护，其余35千伏线路按照属地分别由农网的七个县及区支公司管理。

输电线路位于野外，受各类外部因素影响巨大，同时因设备众多，发生故障的机率相对变电设备而言更加频繁。

2007年太原供电分公司所辖架空输电线路132条，线路总长度1625.939km；至2008年，架空输电线路增长至为142条，总长度1721.192公里；截至2009年目前，架空输电线路共143条，线路总长度1722.985公里。

太原电网主网输电线路本体相对全省其他地市而言整体特点是：线路条数多、平均长度短，设备状况相对较好，外力破坏频繁。

相对全省其他地市而言，太供主网输电线路条数总量较大，但总长度与各家相对差距很小，甚至7基杆塔就构成1条线路。

设备年限上，500千伏线路除侯晋一回线是由原2001年投运的侯侯线（侯村——侯马）在2005年π接至500千伏晋中变电站形成外，其余3条均为近5年投运的新设备。

220、110千伏设备5年内、5-15年和15年以上线路基本上各占三分之一，35千伏线路老旧程度稍重，15年以上设备接近40%，最老的线路1959年投运。

二、输电线路设备构成
输电线路相对于变电设备而言较为简单，构成也较为单一。

按照设备状态检修规定，输电线路主要划分为7个单位+1个环境，7个单元分别是杆塔、导地线、绝缘子、金具、杆塔基础、接地装臵、附属设施，一个环境是指通道环境。

1.杆塔
杆塔从材质上主要分为铁塔和钢筋混凝土杆，当然也有钢管塔和水泥塔，主要用于大型跨越如跨江等情况下。

杆塔主要用来支撑导、地线及其附件，并使导地线、杆塔之间，以及导线和地面及交叉跨越物或其他建筑物之间保持一定的安全距离。

从杆塔型式和受力上主要划分为直线杆塔、耐张杆塔、转角杆塔和终端杆塔四种。

耐张杆塔能承受较大的
导线张力差，同时能够承受导线对杆塔的断线张力。

转角杆塔主要用于线路转角处，允许受力小于耐张杆塔，终端杆塔用于线路首、末端，或电缆线路与架空线路的分界处，允许受力大于耐张杆塔，转角与终端杆塔从型式和受力上类似于耐张杆塔，转角杆塔承受垂直线路方向水平力，还承受导线张力引起的角度合力，终端杆塔能承受单侧导线张力。

直线杆塔是位于两承力塔之间的中间杆塔，正常情况下不承受导线的张力，仅承受导地线及相关金具、附属设施的垂直地表方向的重力和风引起的垂直线路方向的水平力。

杆塔与杆塔之间的距离称为档距，档距的大小主要取决于地形，杆塔形式，气象条件等多种复杂因素，一般情况下，以太原电网线路为例，500千伏线路平均档距在425米左右，220千伏线路平均档距在350米左右，110千伏线路平均档距在260米左右，35千伏线路档距在190米左右。

当然受到地形影响，如在山区，跨越大沟等地形条件下，档距也有超过1000米的，在平原地区环境条件较好的情况下，档距也会适当加大。

直线塔与耐张塔的比例一般在4-5：1左右，这主要取决于受地形及外部环境影响下的线路的曲折程度。

2.导地线
导、地线主要指承载电流的导线和主要起避雷作用的地线。

导线的正式名称是钢芯铝绞线，地线的正式名称是钢绞线。

目前太原电网输电线路采用的导线型号主要为
LGJ-240/30和LGJ-300/25，也有部分LGJ-400/30和LGJ-185/25等，在35千伏线路上还有更小截面的导线，如120的。

L代表铝线，G代表钢线，J代表绞合，后面的数字代表截面，分别是铝线的截面和钢线的截面。

根据导线额定载流量，一般情况下，35及110千伏线路采用每相1根导线的方式，220千伏线路采用每相2根导线的方式，称为双分裂导线，500千伏线路采用每相4根导线的方式，1000千伏特高压线路采用每相8根导线的方式。

地线型号主要为GJ-35、GJ-50和GJ-70，分别用在35千伏，110-220千伏和500千伏线路上，同时目前架设的光缆也起到地线的作用，其结构外层为铝线，内层为钢线和光缆纤芯，光缆作为地线使用必须与另一侧的铝包钢配合使用。

按照设计规程要求，一般35千伏线路使用单根地线，极重要的35千伏线路和110千伏及以上线路采用双根地线作为最主要的防雷设施。

3.绝缘子
绝缘子是线路绝缘的主要元件，用来隔离导线使之与杆塔绝缘。

高压输电线路上使用的主要是悬式绝缘子，在10千伏和部分35千伏线路上也使用针式绝缘子和瓷横担绝缘子。

悬式绝缘子主要分为瓷质绝缘子、玻璃绝缘子和复合绝缘子三大类。

目前太原电网输电线路上，耐张杆塔主要使用瓷质绝缘子和玻璃绝缘子，直线塔主要使用复合绝缘子。

其使用地点的区别主要受承力的不同进行划分。

目前，为加强
线路的防污闪工作，绝缘子厂家研制出了复合瓷绝缘子，结构和瓷质、玻璃绝缘子相同，但伞群采用复合材料。

4.金具
输电线路金具主要起支持、固定、接续导地线的作用，是连接导线与绝缘子、绝缘子与杆塔以及地线与杆塔的重要部件，种类非常繁多，从大类上分主要有线夹、连接金具、接续金具、保护金具。

线夹用于连接导线与绝缘子串；连接金具用于绝缘子之间的连接，形成绝缘子串；接续金具用于连接导线及跳线；保护金具主要起到均压、防振等作用。

在此不一一介绍。

5.杆塔基础
杆塔基础是将杆塔固定在地面上，保证杆塔不发生倾斜、倒塌、下沉。

铁塔基础一般为现浇混凝土构成，每个塔脚均有自己独立的基础，钢筋混凝土杆一般使用底盘和卡盘对杆体进行固定。

6.接地装臵
接地装臵主要是为了导泄雷电流入地，以保持线路有一定的耐雷水平。

工频接地电阻是标明接地装臵良好性的主要指标，其电阻值的大小与当地的土壤电阻率关系很大。

按照线路设计规程规定，土壤电阻率在100Ω·m及以下时，工频接地电阻要求小于10Ω，100-500Ω·m时，接地电阻在15Ω以下，500-1000Ω·m时，小于20Ω，1000-2000Ω·m
时，小于25Ω，2000以上为30Ω，同时如果土壤电阻率很高时，同时接地线已敷设6-8根，总长不超过500米的放射形接地体或连续伸长接地体，接地电阻可不受限值。

7.附属设施
线路附属设施主要包括线路杆塔及名称的识别标牌，如杆号牌、警示牌、防误登杆塔牌等；辅助防雷设施，如线路避雷器、防绕击侧针、消雷器等；防鸟设施，如鸟刺等；线路状态在线监测装臵，如杆塔倾斜在线监测设备、绝缘子盐密在线监测设备、线路视频在线监测设备等等十余种；杆塔爬梯及防坠落装臵，工作人员攀登上塔使用；附属通信设施，如ADSS，以及光缆的接头盒等。

8.通道环境
通道环境是影响线路运行安全的首要因素，主要指线下及周边因素与导线之间是否能够保证安全距离，如线下建房、施工等人员作业与机械施工，均极易引发碰线导致线路掉闸。

其余还包括杆塔基础周围的地质情况、线路个别区段所处的微气象区、重污秽区、雷害区、覆冰区、舞动区等。

三、输电线路常见故障类型
输电线路常见故障可以分为设备类和环境类。

设备类故障按照严重程度划分为倒塔、断线、绝缘子掉串、绝缘子污闪、导线风偏等等，环境类故障按照出现的频繁次数划分为外力破坏、雷击、鸟害等。

上面的划分也仅是从大的方面进
行，往往设备、环境之间的因素互相交织，互相作用，较为复杂，需具体问题具体分析，以下仅作大致介绍。

1.倒塔、断线
引起倒塔、断线的原因很多，发生的机率非常小，因其恢复和故障抢修难度大，时间长，因此对线路供电和安全造成极大影响。

从省内线路倒塔、断线的历史故障来看，地质原因引起的倒塔断线较多，如吕梁公司一条110千伏线路，因位于山坡边缘，因山体塌方造成铁塔基础的伴随滑移，很快形成倒塔、断线。

同时，采空区塌陷对于线路威胁也非常大，山西地区矿产丰富，开采活动频繁，加之管理复杂，在线路下方地表以下开采后造成地面整体塌陷的情况时有发生，甚至在线路设计之初，就存在很多难以绕开的已开采或计划开采区域，当地表塌陷涉及到杆塔基础的稳固时，就极易引发杆塔倾斜，甚至是倒塔断线。

另外，省内也曾经发生过在线路投运后很短时间内，因验收工作不严格，铁塔基础地脚螺栓水泥保护层未制作，造成地脚螺栓丢失，引发倒塔断线的严重事故。

2.绝缘子掉串
掉串事故对于线路而言也会形成较大危害，抢修时间较长，影响也较为巨大。

形成掉串的原因主要以绝缘子型式划分，对于用在耐张杆塔上的瓷质绝缘子，往往因为一串绝缘子上的单片或多片绝缘子低零值后，因其自身机电强度不足
引发脱落、断裂造成。

对于多用于直线杆塔上的复合绝缘子而言，多由于早期绝缘子芯棒自身质量问题、绝缘护套与芯棒密封不严造成自身机械强度下降，以及在高压端受到强电场电腐蚀造成芯棒断裂，引发掉串。

另外，复合绝缘子芯棒端部与连接金具的结构形式也是造成掉串的主要原因，如早期的芯棒与自身连接金具采用插入外楔式结构，在国内及省内曾发生多起掉串事故，目前已不再使用，目前复合绝缘子以内楔式以及内外楔式为主，太原电网根据省公司要求，已对1996年以前使用的全部该类型产品进行了更换。

3.绝缘子污闪
绝缘子污闪是造成电网大面积停电的主要原因，国内外均发生过因绝缘子污闪造成电网大面积停电的事例。

绝缘水平低是造成污闪的根本原因，大面积的污、湿条件是造成绝缘子污闪的直接原因。

引起大面积的污、湿条件主要由自然环境生成，如大雾、小雨雪等。

山西省生态环境较为恶劣，太原地区各类采煤、炼焦、化工、水泥企业众多，环境污染严重，同时因降水量较小，为污闪事故造成非常适宜的条件。

尤其在每年的11月份至来年的3月份间，太原地区往往易发生持续大雾，以及入冬和开春的第一场小雨雪，此时气候严寒，绝缘子的及时清扫工作很难开展，长时间的干旱气候使绝缘子表面污秽严重，大雾及小雨雪使污秽得到充分湿润，造成沿面的污闪事故发生。

同时因污秽及大雾、雨雪天
气分布广泛，因此极易造成区域内多条线路的同时污闪，造成电网大面积停电事故。

同时，线路人员在2008年以前仍一直认为污闪的形成过程是先有污后再湿，随之造成污闪，而在2008年底、09年初，发生在晋南的一场污闪使线路人员对污闪有了新的认识，即快速积污过程，在空气污秽极严重地区，随着雾霾的快速分布，污秽迅速积聚在绝缘表面，并同时呈湿润状态，随之很快发生污闪。

这给人们的防污闪工作带来了很大的困惑，先积污，可以有时间清扫，而快速积污，几乎没有任何还手的余地。

同时，在变电设备上也存在污闪的问题，同时，对于变电设备还存在雨闪、雪闪等问题，这是因为等径绝缘子造成的，目前采取加装增爬群等措施可以有效预防。

防治污闪的对策：一方面是提高线路绝缘配臵，另一方面是加大线路污秽监测力度，加强清扫。

同时我们应该看到，无限制的提高绝缘水平也是不现实的，所以在合理提高绝缘水平的同时加大外绝缘复合化是防止大面积污闪的有效出路，目前采取的方式主要包括喷涂防污闪涂料和更换复合绝缘子工作，以此提高线路外绝缘复合化水平。

4.导线风偏
输电线路受风的影响非常大，风力对线路的作用力是线路设计中考虑的重要因素。

但往往也因为设计的不合理，导致导线风偏故障的发生。

导线风偏大致可分为两种，一种是
导线自身在风力作用下，相与相之间发生不同步摆动，甚至是与相邻较近的线路或建筑物发生放电。

另一种是杆塔上的导线跳线因预留弧度过大，导致跳线在风力作用下与塔身距离过近，击穿空气间隙放电。

另外，线路舞动是一种特殊的风偏，尤其易发生在大雪、冰雨造成导线覆冰后，在垂直线路方向（大于45度）风力小于4米/秒的条件下，导线产生纵向的波动，振幅可达几米。

导线舞动对金具及导线本身的机械强度是一种很大的考验，极易在金具与导线的连接部位产生金属疲劳，轻者造成导线断股，严重的将产生断线危险。

5.外力破坏
外力破坏是造成输电线路掉闸的首要因素。

主要有以下几种类型：机械碰线造成单相接地、飘浮异物引起单相或相间短路、邻近高层建筑线材掉落引起短路等等，同时线下建房、植树等均对线路安全造成极大影响，防控手段主要是加强线下施工及大型机械作业（如塔吊、水泥泵车、吊车等）的监督,加强对沿线塑料大棚、高层建筑外表线材、线下树木的清理砍伐等。

6.雷击
雷击是造成线路掉闸的第二大因素，虽然线路有地线作为防雷的主要措施，但受到耐雷水平、防雷保护角、接地电阻的影响，加之线路杆塔往往在野外是最高的构筑物，往往
成为雷击的首要目标。

防雷措施主要有加装避雷器、防绕击侧针等。

7.鸟害
对于高压输电线路而言，鸟害的成因并不在于鸟本身，而在于鸟粪，且往往发生在直线杆塔悬垂绝缘子串上。

当大型鸟类站在直线绝缘子串上方邻近位臵时，往往在起飞的瞬间进行排粪，鸟类粪便浓度较小，在空中逐渐拉伸，且因有各类杂质具有较好导电性，因延面放电电压要远小于直接击穿空气间歇的电压，当拉伸的鸟粪邻近绝缘子串时，将造成短接绝缘子串高低压端的空气间隙，造成闪络。

从2004年至今，太供所辖主网输电线路35—500千伏架空输电线路共计跳闸146次，其中06、08年跳闸次数最高，达到31次，从跳闸率来看，09年至今跳闸率有所回落，为1.721次/百公里·年，在线路不断增长的情况下，2009年故障次数相对而言维持在低位水平。

年份
电压等级（kV）
综合跳闸率35 110 220 500 合计
2004 1 13 6 0 20 1.505 2005 1 13 5 5 24 1.588 2006 3 23 5 0 31 2.016 2007 2 10 7 1 20 1.568 2008 1 17 12 1 31 1.859 2009 2 15 3 0 20 1.721 合计10 91 38 7 146 1.710 从故障类型上来看，6年来发生故障类型主要为7类，共发生故障146起，其中外力89起，占总数60.96%，雷击
31起，占21.23%，鸟害10起，占6.85%，其他（风偏、污闪、导地线距离不足、断线）共15起，占10.27%。

雷击、鸟害以及其他故障，更多地与本体有关，通过下表可以看出，随着对设备本体健康水平的重视和治理力度及投资的加大，设备本体发生故障的机率和次数在近几年呈下降趋势。

环境是造成线路故障最大因素，排序依次为外力破坏、雷击、鸟害。

如何更好地控制外力破坏，防止雷击和鸟害发生，是降低线路掉闸工作的重点和关键。

从下表可见，如能将外力破坏故障降低50%，则总体故障跳闸率将降低30%，将极大地提高太原电网输电线路的供电可靠性。

年份
故障原因
外力雷击鸟害风偏污闪
导地线（导
线间）距离
不足
断线合计
2004 10 1 1 6 2 20 2005 13 6 1 3 1 24 2006 17 10 3 1 31 2007 13 4 2 1 20 2008 22 7 1 1 31 2009 14 3 2 1 20
合计89 31 10 6 4 4 2 146 从各类故障发生的月份来看，线路故障多发生在3-10月，占到故障总数的82.2%。

其中外力破坏在各月均有发生，在4-8月份为高发期，占到全年外力破坏故障的61.8%。

雷击故障主要发生在5-8月，占到雷击故障总数的96.8%。

鸟害主要发生在2-5月和8-10月。

风偏、污闪以及其他故障主要发生在1-5月份，主要是在此期间太原地区风力较大、
污秽严重、负荷也是全年最大的时候。

故障原因
故障月份
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 合计
外力 2 5 6 13 11 14 7 10 4 6 5 6 89 雷击 2 16 8 4 1 31 鸟害 2 1 1 1 1 2 2 10 风偏 2 3 1 6 污闪 2 1 1 4 距离不足 1 1 2 4 断线 1 1 2 合计7 8 12 15 16 30 15 15 7 10 5 6 146。