知识史上最全架空输电线路故障分类
输电是用变压器将发电机发出的电能升压后，再经断路器等控制设备接入输电线路来实现。按结构形式，输电线路分为架空输电线路和电缆线路。架空输电线路由线路杆塔、导线、绝缘子、线路金具、拉线、杆塔基础、接地装置等构成，架设在地面之上。按照输送电流的性质，输电分为交流输电和直流输电。
线路事故是指由于各种原因引起线路供电的突然中断，事故出现后，只有首先找到事故点并确定事故类型，才能找出事故原因并采取抢修措施，恢复供电线路的正常运行，并防止以后发生类似的事故。
输电线路故障常见的有输电线路风偏闪络故障、雷击跳闸、雷击断股、线路覆冰故障、线路污闪、线路外力破坏故障、线路鸟害故障等等。
1.风导致的故障
输电线路运行的环境较为复杂，很大一部分输电线路处于复杂的地形，同时输电线路较长，所途经的路段各种情况都可能遇见，如山地、沙丘、交通干线等附近，这样一旦有大风天气出现，则这部分输电线路则会直接在风载荷的作用下发生摇摆，从而导致风偏闪络的发生。同时在风载荷发生时，对于使用年限较长的杆塔都会造成一定的威胁，打破原有杆塔的平衡性或是造成杆塔的倒塌。部分输电线路处于树木的附近，当这些树木不断生长时，突破与输电线路之间的安全距离，一旦有强风的发生，则会导致接地故障或是短路的发生。所以大风对输电线路的影响是十分大的，其所造成的后果也非常严重，而且一旦由于风灾导致输电线路故障的发生，则很难在短时间内得到解决，会导致故障所造成的损失不断的扩大。风致输电线路故障形式及其产生原因主要如下：
1.1微风振动
微风振动是在风速不大的情况下产生的垂直平面内的高频低辐的振动现象。当架空导线受到风速为0.5～8m/s稳定的横向均匀风力作用时，在导线的背面将产生上下交替变化的气流旋涡(又称卡门旋涡)，该涡流的依次出现和脱离使导线在垂直平面内I起激烈振动。当这个交变的激励频率与导线的固有频率相等时，导线将在垂直平面上发生谐振，形成有规律的一上一下波浪状的往复运动，即微风振动。
微风振动是一种高频(f=5Hz～Hz)低幅(A≤导线直径，有时只有10mm左右)呈驻波型式的振动。微风振动的能量及振幅虽然都不大，但是发生振动的时间却很长，约占全年时间的30%～50%。悬垂线夹处的导线长期处于这种反复波折的状态，容易引起导线的耐受疲劳强度降低，导致断线，金具磨损和杆塔部件损坏等。其所引起的线路疲劳断股等事故，需要有一个累积时间和过程。一般发现危害是在产生疲劳断股或防振器毁坏脱落之后，而这时线路危害较重。同时微风振动产生的破坏有一定的隐蔽性。疲劳断股有时会从导、地线内层开始，从导线外部发现不了，这给巡线工作造成假象。
1.2舞动
舞动是指由水平方向的风对非对称截面线条所产生的升力而引起的一种低频(频率约在0.1HZ～3Hz)、大振幅(振幅约为导线直径的5～倍，可达10m)的自激振动。由于导线上的非回转对称的翼状覆冰和不同期脱冰而导致的避雷线的空气动力特性发生变化而引起的低频、高振幅的振动现象也可归结到舞动范围内。
舞动的形成一般在气温t0～7℃，风速v5～15m/s，冬季及早春，地处风口地段或者开阔的平原，风向与线路轴向的夹角为45。～90。，海拔较低，气压较高的区域。气压较高的区域，由于导线在大气中的比重相对较高，从而使得风易推动导线上下运动，为舞动创造条件。舞动与电压等级关系不大，各种电压等级的线路上均发生过舞动。其引起跳闸的次数较多，与覆冰厚度没有显著的相关，与地形、档距、导线直径及导线张力之间有一定的关系。
舞动使杆塔产生很大的动荷载，危及杆塔及导线的安全。舞动严重时，塔身摇晃、耐张塔横担顺线摆动、扭曲变形、近塔身处联结螺栓会松动、损坏、脱落等。舞动可使导线相间距离缩短或碰撞而产生闪络烧伤导线，并引起跳闸。舞动会使金具及部件受损，如间隔棒握线夹头部松动或折断，造成间隔棒掉落;悬垂线夹船体移动，联结螺栓松动、损坏、脱落，防振金具钢线疲劳、锤头掉落等。
1.3风偏故障
风偏是指输电线受风力的作用偏离其垂直位置的现象。其容易造成运行线路导线相间放电，导线对杆塔(塔身、横担)、边坡、树木、凸出的岩石或其它物体放电，进而导致的线路跳闸的故障。一旦发生风偏跳闸，其重合成功率较低，造成线路停运的几率比较大。
风偏故障产生的原因主要有两个方面的原因：
(1)恶劣的气象条件是造成风偏闪络事故的诱因，即发生风偏闪络的本质原因。当输电线路处于强风等恶劣环境下，此时强风使得绝缘子串向杆塔方向倾斜，减小了导线与杆塔间的空气间隙距离，有时导线一杆塔空气间隙之间存在异物(雨滴、冰雹、沙尘等)降低了空气间隙的电气强度，当该距离不能满足绝缘强度要求时便发生放电。
(2)设计参数选择不当是造成风偏事故的根源。线路防风偏设计的主要参数是风偏角，合理选择风偏角设计参数是保证输电线路最小空气间隙满足规程要求的前提，在易于产生强风的某些微地形区，设计参数选择不当，一旦形成某些强对流天气，就会发生风偏故障。
1.4大风故障
大风故障，即大风影响输电线路的常安全运行。通常由大风造成的故障有两类：(1)风力超过杆塔的机械强度而发生的杆塔倾斜或歪倒所引起的事故。(2)风力过大使导线承受过大风压，产生导线摆动以及在空气紊流作用下导致的导线同期摆动，从而引起导线之间相互碰撞而造成相间短路、闪络放电以至引起停电事故。
产生大风故障的原因主要有：(1)设计方面。基准设计风速考虑不太合理，设计裕度不足，设计风荷载时未考虑阵风的动力效应等。(2)施工方面。遗留的缺陷未及时处理：如基础未夯实，拉线夹角不符合要求等。(3)客观因素。客观气象恶劣，风速超过了设计值。(4)运行维护方面。线路缺陷未及时发现或处理等。如塔材被盗未及时发现，基础埋深不足，卡盘外露等。
1.5次档距振荡
次档距振荡是在采用相分裂导线的线路，在较大风(风速v=7～20m/s)的情况下发生的两间隔棒间线段的振荡现象。当风横向吹向分裂导线时，气流速度在迎风侧那根子导线的背向涡流区要降低，形成一定的尾流区域，分裂导线中一根或多根子导线就不可避免地处在迎风侧子导线形成的尾流中，尾流中的子导线上下方气流速度会不一样，按流体动力学原理则将产生升力和阻力，阻力使该子导线作近干水向的摆动，升力则使该子导线作垂直面下振动，两者叠加成椭圆形的振荡，这就是分裂导线的次档距振荡，从而发生在交变的风力作用下的低频大振幅振动。
次档距振荡振幅、频率介于微风振动和舞动之间，一般发生在水平面上，呈椭圆形轨迹。次档距振荡会造成同相子导线互相碰撞和鞭击，使导线碰伤，进而造成阻尼性能差的间隔棒松动、脱离或破断，以至需要更换造价昂贵的导线和金具。甚至造成导线断股、短路等恶性事故，严重威胁架空导线及金具的运行寿命。
2.雷击跳闸
雷云放电在电力系统中引起过电压称为雷电过电压，由于其电磁能量来自体系外部，又称外部过电压，又由于雷云放电发生在大气中，所以又称为大气过电压。
架空输电线路中常见的过电压有两种：第一种是架空线路上的感应过电压，即雷击发生在架空线路的附近，通过电磁感应在输电线路上产生的过电压；第二种是直击雷过电压，即雷电直接打在避雷线或是导线上时产生的过电压。
雷直击于有避雷线的输电线路分为三种情况：
（1）绕过避雷线击于导线，即绕击
（2）雷击杆塔顶部；
（3）雷击避雷线中央部分。
雷击跳闸往往引起绝缘子闪络放电，造成绝缘子表面存在闪络放电痕迹。一般来说，绝缘子发生雷击放电后，铁件上有熔化痕迹，瓷质绝缘子表面烧伤脱落，玻璃绝缘子的玻璃体表面存在网状裂纹。
雷击闪络发生后，由于空气绝缘为自恢复绝缘，被击穿的空气绝缘强度迅速恢复，原来的导电通道又变成绝缘介质，因此当重合闸动作时，一般重合成功。
当然，雷击也可能引起永久性故障，一般有三种情况：瓷绝缘子脱落、避雷线断线、导线断线。
3.线路覆冰故障
目前，线路覆冰可以从很多种角度进行分类，一般情况下，根据其危害程度及电力系统运行、维护、设计和科研的要求，将导线覆冰分为白霜、雾凇、雨淞和混合凇等四类，雾凇是冬季高寒高海拔山区输电线路最常见的一种覆冰形式。输电线路覆冰事故与各地的年平均雨凇日数和年平均雾凇日数有关。一般来说，年平均雨凇日数的影响较年平均雾凇日数更为严重。
导线覆冰主要发生在严冬或初春季节，当气温降至-5℃～0℃，风速在3～15m/s时，空气中的很小的过冷却水碰到导线，使得液体的过冷却水发生形变后依附在导向上面形成雾凇。如遇大雾或小雨加雪，则在导线上形成雨凇；如果气温继续下降，冻雨和雪则在粘结强度很高的雨凇冰面上迅速增长，形成冰层。如果气温继续下降，在原来的冰层外层会积覆雾凇。这种过程将导致导线表面形成雨凇一混合淞一雾凇的复合冰层。
覆冰对线路的危害有过负荷、覆冰舞动和脱冰跳跃、绝缘子冰闪，会造成杆塔变形、倒塔、导线断股、金具和绝缘子损坏、绝缘子闪络等事故。
输电线路不仅承受其自重、覆冰等静荷载，而且还要承受风产生的动荷载。在一定条件下，覆冰导线受稳态横向风作用，可能引起大幅低频振动，
4.线路污闪
输电线路绝缘子要求在大气过电压、内部过电压和长期运行电压下均能可靠的运行。但沉积在绝缘子表面上的污秽在雾、露、毛毛雨、融冰、融雪等气象条件的作用下，将使绝缘子的电气强度大大降低，从而使得输电线路在运行电压下发生污秽闪络事故。
当加在烘干带上的某处场强超过临界值时，该处就发生局部沿面放电。（由于这种放电现象具有不稳定的、时断时续的性质，我们称其为闪烁放电）于是，大部分泄漏电流经泄漏电流闪烁放电的通道流过。在闪烁放电通道的外端附近润湿表面处电流密度比其两侧大，促使烘干区向外（径向）扩展。另一方面，闪烁放电通道的存在，等于把烘干带短路，使两侧烘干带中流过的泄漏电流降到很小，这些区中的烘干作用就很微弱了，大气中的水分有逐渐使这这些区域的表面润湿，表面电导增大，反过来对闪烁电流通道造成分流，减少闪烁放电通道中的电流，以至可能使闪烁放电熄灭于是，原通道中电流转移到两侧的润湿区，使该区再烘干，并在该区触发新的闪烁放电。这样，闪烁放电的路径一面向径向横向转移，总的趋势使环形烘干带的宽度逐渐加大，闪烁放电的长度也随之增长。
如果污秽绝缘子的泄漏距离（简称爬距）较长，其余串联润湿部分的电阻较大，则烘干带中闪烁钢电的电流就较小，放电通道呈蓝紫色细线状。当这闪烁放电的长度增加一定程度时，分担到放电通道上的电压（它等于总电压减去润湿带上的压降）已不足以维持这样长的闪烁放电，这闪烁放电就熄灭。由于此时烘干带已扩展到较大的半径从铁脚到铁帽之间总的泄漏电流被烘干带的高电阻限制到很小的值，烘干作用就大为减弱，几乎终止。在这期间，大气中小水滴有逐渐把烘干带润湿，泄漏电流增大，基本又重复上述循环。这样，整个过程就称为烘干与润湿、熄弧与重燃，间歇性交替的过程，这样的过程在雾中可能持续几个小时而不会造成整个绝缘子的表面沿面闪络。
如果污秽严重、或绝缘子的爬距较小。润湿带总的漏电阻较小则流过烘干带的闪烁放电电流就较大，放电通道就呈黄红色编织状，且较粗，通道中的温度也增高到热游离的程度成为具有下降伏安特性的电弧放电，通道所需场强变小，分担到这闪烁放电通道上的电压足以维持很长的局部电弧而不会熄灭，最后发展到整个绝缘子的沿面闪络。
污秽绝缘子在大雨中一般不会发生污闪，绝缘子表面被雨水完全淋湿后，雨水形成连续的导电层，泄漏电流增大很多，使沿面闪络电压降低。而且大雨把污秽冲洗掉一部分，对绝缘子表面的导电膜有稀释作用；另一方面，在大雨下，很难形成烘干带以引起局部电弧。
总的来看，绝缘设备发生污闪有两个前提条件：一个是大气污染造成设备的表面污染；另一个是使积聚的污秽物受潮的气象条件。绝缘设备的污闪过程是一个涉及到电、化学和热现象的错综复杂的变化过程，污闪的发展过程一般可以被划分为如下四个阶段：
（1）污秽在绝缘设备表面沉积和累积。
（2）污秽在绝缘设备表面发生潮解，流过绝缘设备表面的泄露电流增大。
（3）绝缘设备表面产生局部放电。
（4）局部放电持续发展并最终导致闪络。
5.线路外力破坏故障
外力破坏故障主要由违章施工作业，盗窃、破坏电力设施，房障、树障、交叉跨越公路，在输电线路下焚烧农作物，山林失火及漂浮物（如放风筝、气球、白色垃圾）等造成。
针对外力破坏的主要原因，有必要进行具体故障分析，提出有效可行的防治措施，以保证输电线路的安全运行。
输电线路外力破坏故障的主要原因有以下几点：
（1）违章施工作业。表现在一些单位和个人置电力设施安全不顾，在电力设施保护区内盲目施工，挖断电缆、撞断杆塔、高空抛物、围塘挖堰、在线下钓鱼等，导致线路跳闸。
（2）盗窃、破坏电力设施，危及电网安全。
（3）房障、树障、交叉跨越公路危害电网安全，清除步履艰难。一些单位和个人违反电力法律、法规，擅自在电力线路保护区内违章建房、种树、修路、挖堰，严重威胁着供电安全。
（4）输电线路下焚烧农作物、山林失火及漂浮物（如放风筝、气球、白色垃圾），导致线路跳闸。
6.鸟类对线路的主要危害
随着人类对自然生态环境保护意识的加强，鸟类的繁衍数量逐渐增多，活动范围日趋扩大，给输电线路造成了极大危害。近年的统计资料表明，由于鸟类活动引起的线路故障仅次于雷害和外力破坏，已经占居线路故障总数的第三位。
随着人类对自然生态环境保护意识的加强，鸟类的繁衍数量逐渐增多，活动范围日趋扩大，给输电线路造成了极大危害。近年的统计资料表明，由于鸟类活动引起的线路故障仅次于雷害和外力破坏，已经占居线路故障总数的第三位。
6.1鸟类筑巢
欢在农田、果林等附近方便觅食的杆塔上造窝筑巢。它们造窝所用材料大多为树枝或杂草，往往会有部分垂落在绝缘子上或接触、靠近带电导线，遇阴雨、浓雾天气，树枝、杂草接触导线(或靠近导线)绝缘将急剧下降，引起线路接地故障；或遇大风天气时，鸟窝可能被大风吹散，则会使树枝或鸟窝里的金属丝等具有导电性的杂物落在导线上，造成接地跳闸故障。另一些鸟类(如乌鸦、喜鹊等)喜欢嘴里衔着树枝、杂草等异物，当它们叼着湿润长草、藤蔓植物或金属丝等导电性异物停留在杆塔横担、悬垂绝缘子均压环上时或穿越靠近杆塔构件与导线绝缘间隙时，导线通过异物对杆塔放电，造成接地短路跳闸故障。
6.2鸟类飞行
鸟儿喜欢飞行，而且鸟儿喜欢口叼树枝、铁丝、柴草等物飞行，当它们在线路上空往返飞行时，铁丝、杂草等物落在杆塔横担、悬垂绝缘子均压环上时或穿越靠近杆塔构件与导线绝缘间隙时，会造成线路故障；鸟在横担上刁食小动物，小动物短接线路引起线路接地跳闸；体型较大的鸟类或鸟类争斗时飞行在导线间可能造成相间短路或单相接地故障。
6.3鸟粪闪络
一些鸟类虽不在杆塔上筑窝，但栖息在杆塔横担上，由于排粪会使绝缘子污染，在空气潮湿、大雾时易发生闪络事故。原因有三：第一，鸟粪是一种导电混合液体，含水量和电解质较高，在带电导体之间造成闪络；第二，粪便污染了直线悬垂绝缘子串，若积粪太多，会使绝缘子发生污闪事故；第三，当鸟类处在绝缘子串的正上方拉稀屎时，长长的稀屎会沿着瓷裙表面下滑，使绝缘子串上形成一条稀屎短路带，造成绝缘子伞裙短接而使爬距减小，当稀屎短路4片以上绝缘子串时，即可引发一次单相接地故障事故。
7.其他故障
除开以上外还有洪水暴雨、本体缺陷等故障。雷雨季节、季节洪水冲刷杆塔基础，从而引起基础边坡塌方、塔基裂缝、沉降或是更严重的倒杆倒塔故障。由于线路如工艺问题、电气距离问题、材料质量等本体缺陷原因，在长时间受微风振动、气温变化的影响下也会造成线路故障。
（来源：输配电线路）
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