保定供電公司 史勝利

1.引言

輸電線路是電網(wǎng)的重要組成部分，由于分布廣泛、外在運行環(huán)境復(fù)雜惡劣多變，當(dāng)不利的環(huán)境條件出現(xiàn)時就會導(dǎo)致線路故跳閘障——停電，這不僅直接影響了線路正常輸送電能，而且有時甚至可能引發(fā)大面積停電嚴(yán)重事故，擾亂人民正常生活生產(chǎn)秩序，造成惡劣社會影響。保定電網(wǎng)位于華北平原中部，北靠繁華京畿，南鄰樞紐省府，西仰巍峨太行，東涉明珠水淀。保定地區(qū)方圓2.2萬平方公里，東西部海拔高度落差近千米，一年四季氣候各不相同。由于地理位置險要，自古就是“北控三關(guān)，南達九省”的通衢之地，是首都北京重要的南部屏障和供給城市，保定電網(wǎng)管轄的2條500千伏輸電線路對其有重要的電力支撐作用。

2.輸電線路故障分類

如表1所示，輸電線路長期暴露在風(fēng)霜雨雪、高山水灘之上，綿延千里，受自然環(huán)境影響嚴(yán)重。天氣突變、運行環(huán)境變化都可能引發(fā)線路停電跳閘，在日常運行維護時管理人員除嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)定要按時完成巡視周期外，還應(yīng)加強巡視人員責(zé)任心和技能素質(zhì)培訓(xùn)，教育員工要愛崗敬業(yè)，要象愛護自己的家人和財產(chǎn)一樣去謹(jǐn)小慎微關(guān)注線路設(shè)備變化，及時進行消除治理。

線路設(shè)備從故障原因大致可分為自然因素和外力破壞兩大類。其中自然因素又可因雷擊、強風(fēng)、颮線風(fēng)、霧霾、覆冰細分成若干小項；外力破壞可根據(jù)破壞行為分為：違章施工作業(yè)、違章植樹、違章建房、鳥類災(zāi)害、線路周邊焚燒或山火、漂浮物等小項。

3.典型故障分析

3.1 雷擊典型故障事例

8月16日16時45分，易州站220kV易白一線265開關(guān)距離一段保護動作，A相故障，重合成功，差動保護動作，白石山保護測距71.7km，故障錄波測距84.679km，易州站保護測距19.0km，故障錄波測距19.8km。故障時為雷雨天氣。調(diào)度部門提供的白石山保護測距71.7km，故障錄波測距84.679km，易州站保護測距19.0km，故障錄波測距19.8km，鎖定故障區(qū)段#43-#47，次日上午八時，經(jīng)巡視人員登塔檢查發(fā)現(xiàn)，#45塔下相(A)合成絕緣子上、下均壓環(huán)均有被雷擊后擊穿的洞，合成絕緣子上側(cè)有閃絡(luò)痕跡(見照片1和2)。完全符合雷電定位提供的故障區(qū)段信息(見照片3)。

3.1.1 雷擊故障特點分析

雷擊故障往往引起絕緣子閃絡(luò)放電，鐵件部分有明顯的融化燒痕，絕緣子表面瓷釉燒傷脫落，合成絕緣子傘裙護套燒白氧化，均壓環(huán)燒出孔洞，有時因接地電阻阻值較高，接地螺栓連接部位出現(xiàn)燒黑或焊點痕跡。雷擊故障時有以下特點：①發(fā)生在雷雨天氣；②基本都能重合成功；③山坡、半山頂或空曠地處高桿塔；④大跨越桿塔、雙串且合成絕緣子平行布置相；⑤接地電阻高的桿塔；⑥閃絡(luò)相和導(dǎo)線排列方式有關(guān)：三角形排列導(dǎo)線下相易發(fā)生反擊閃絡(luò)；水平排列邊相易受繞擊，并且相鄰桿塔同相易閃絡(luò)；水平排列中相閃絡(luò)多是因為反擊；⑦也可能引發(fā)永久性故障：如瓷絕緣子脫落、避雷線斷線、導(dǎo)線斷線。

表1 輸電線路故障分類表

3.1.2 治理對策

①在設(shè)計階段，考慮微氣象區(qū)域歷史環(huán)境條件，盡量避開；②防雷保護角越小越好；③采用耦合地線或中相地線；④雙掛點絕緣子采用V、八字型結(jié)構(gòu)，如果間距足夠大在絕緣子下端可連接一片以上玻璃絕緣子；⑤使用加長復(fù)合絕緣子，干弧距離大的大小傘型；⑥采用技術(shù)手段降低接地電阻(使用接地模塊、換土、加長接地極射線等)；⑦裝設(shè)線路避雷器；⑧應(yīng)用雷電定位系統(tǒng)(LLS)，快速查找雷擊故障點進行處理。

3.2 鳥害典型故障事例

10月10日14時52分，220kV清蠡線故障掉閘，B(中)相故障，931和602保護動作，重合成功，清苑站保護測距15.9km，蠡縣站保護測距18.6km。故障時當(dāng)?shù)貫殛幪?，無雷雨等惡劣天氣。巡視人員夜間巡視時發(fā)現(xiàn)220kV祁蠡線45號B相導(dǎo)線合成絕緣子下部均壓環(huán)和懸垂線夾上有明顯放電痕跡(見照片4、5)，地面和絕緣子護套上滴落大量鳥糞(見照片6)，在故障查找時，巡視人員也發(fā)現(xiàn)大量鳥類聚集在鄰近桿塔設(shè)備上，在桿塔上已厚厚覆蓋一層鳥糞(見照片7、8)。道放電，鳥糞落地，隨著保護重合閘啟動，線路設(shè)備重新恢復(fù)正常運行狀態(tài)。但復(fù)合絕緣子、金具留有明顯閃絡(luò)痕跡。鳥害事故不僅會造成瞬時故障，有時因為鳥類啄食復(fù)合絕緣子護套發(fā)生芯棒遇雨水脆斷而掉線。鳥類在桿塔上筑巢引發(fā)蛇類小動物攀援侵犯電氣安全距離也會引發(fā)線路故障。鳥害故障發(fā)生還和周邊地形有關(guān)，高山叢林、沼澤湖泊原始生態(tài)地區(qū)保持較好的發(fā)生鳥害故障居多。

3.2.1 鳥害故障特點及分析

有資料顯示，大部分鳥害故障發(fā)生時在冬春兩季凌晨時段，因鳥類排泄，高導(dǎo)電介質(zhì)-鳥糞順橫擔(dān)或絕緣子隨風(fēng)墜落形成放電通

3.2.2 治理對策

①對鳥害發(fā)生過的線路一定要詳細記錄原始數(shù)據(jù)，繪制鳥害區(qū)域圖。②利用區(qū)域圖標(biāo)將鳥害發(fā)生區(qū)段作為重點防治目標(biāo)進行巡檢，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)鳥窩利用檢修機會或采取帶電作業(yè)方式及時拆除。③積極采用科技手段進行防治。前些年，公司曾經(jīng)要求大面積安裝鳥刺和鳥刺陣，作為防鳥害基本手段。雖然短期內(nèi)也取得了一定成效，但在近期，作業(yè)人員發(fā)現(xiàn)鳥類利用鳥刺陣筑巢呈上升趨勢，鳥兒在刺陣上筑巢不僅非常牢固，為檢修拆除增加了難度，而且鳥巢也越來越大，有時一處三四窩鳥也不鮮見。④為此去年在部分高發(fā)鳥害線路上安裝防鳥害傘盤和驅(qū)鳥球(見照片9、10)，截止發(fā)稿日以上線路均未出現(xiàn)鳥害故障，防治效果明顯。⑤另外，對鳥害高發(fā)線路還應(yīng)采用防驅(qū)結(jié)合，采取多種技術(shù)手段進行綜合性防治。⑥最后在以往線路有些故障發(fā)生時，因現(xiàn)場缺乏有效的物證，認(rèn)為是復(fù)合絕緣子不明性閃絡(luò)，但在全線加裝防鳥害措施后，線路故障得到根本性的遏制。

3.3 覆冰典型故障事例

02月01日12時18分，500kV源安二線A相掉閘，重合成功。測距：距離安定站83km，距離渾源開閉所189.5km，單端行波測距距安定站側(cè)82.9km。故障發(fā)生時當(dāng)?shù)貧庀髼l件：晴天，微風(fēng)，氣溫2℃；故障發(fā)生前一天，即31日，陰天、霧、凍雨，相對濕度80Z%，氣溫-5℃至1℃。作業(yè)人員對#390-#412區(qū)段進行帶電登塔檢查，當(dāng)?shù)厝罕娬f故障前普降小雪，登檢時，塔身、地面殘存少量薄雪。作業(yè)人員發(fā)現(xiàn)500kV源安二線#399塔A相均壓環(huán)、硅棒及導(dǎo)線上有放電燒傷痕跡，鐵塔上的覆冰全部融化順著塔材流到地面，#399塔A相絕緣子上的覆冰同樣融化而形成水流珠，在復(fù)合絕緣子表面發(fā)生沿面放電，其均壓環(huán)、復(fù)合絕緣子沿面及導(dǎo)線上有放電燒傷痕跡，造成線路跳閘(見照片11、12)。

3.3.1 覆冰故障特點及分析

線路覆冰故障多發(fā)生在初春入冬時節(jié)，當(dāng)時氣溫乍暖初寒，溫度為-5o～5o左右，微風(fēng)天氣，空氣相對濕度85%。天空中的冰雪落到導(dǎo)地線、桿塔上形成冰層，并不斷加厚延伸，冰層一邊慢慢融化但很快又粘附新的冰雪，冰雪層越積越厚，最終形成放電通道。據(jù)資料記載，08年南方電網(wǎng)就發(fā)生大面積冰災(zāi)事故，造成倒桿塔，導(dǎo)地線斷線等嚴(yán)重設(shè)備損壞事故。

3.3.2 治理對策

①加大懸垂絕緣子第一片盤徑傘群，或上中下分別加裝大傘裙阻斷冰凌形成通道；②雙串絕緣子加大掛點間距或采取隔板裝置；③絕緣子改為V型串或八字形串結(jié)構(gòu)；④絕緣子掛點上方加裝防水擋板；⑤敷涂憎水性涂料RTV、PRTV。

3.4 漂浮物放電典型故障事例

06月14日08時57分，220kV熱保線掉閘，重合成功，A相故障。保北站測距19.663km。經(jīng)查為#49-#50桿，距#49大號側(cè)130m處A相導(dǎo)線因陣風(fēng)刮起塑料布放電。巡視人員經(jīng)詢問當(dāng)?shù)厝罕姷弥收蠒r當(dāng)?shù)赜写箫L(fēng)，將遠處暖棚的大塊塑料布刮至導(dǎo)線上，因塑料布摻雜泥污對地放電(見照片13、14)。

3.4.1 漂浮物故障特點及分析

故障發(fā)生前期有大風(fēng)，線路周邊有塑料暖棚、彩鋼板建筑、垃圾場、建筑工地等設(shè)施。故障后一般重合閘能重合成功，電氣部位有放電痕跡，導(dǎo)線斷股或燒痕明顯，春秋季發(fā)生較多。

3.4.2 治理對策

對發(fā)現(xiàn)的廢棄漂浮物進行收集掩埋；加強線路沿線群眾教育力度，發(fā)放宣傳材料告知異物對電力設(shè)施的危害；在大風(fēng)特殊天氣組織特巡，及時對發(fā)現(xiàn)懸掛異物進行消缺處理。

3.5 焚燒或山火典型故障事例

09月17日15時54分，220kV車祁線故障掉閘，C(左)、B(中)相故障，重合閘不動作，相間距離一段保護動作，車寄站603保護測距11.19km，931保護測距12.8km，錄波器顯示11.9km。距祁州站20.69km。故障時當(dāng)?shù)貫殛幪?，無雷雨等惡劣天氣。經(jīng)查為37號JG2_18至38號ZM2_27塔C(左)相、B(中)相線下省道河龍線定州大陳村段油罐車與運煤車輛相撞后車輛起火，粉塵造成C、B相相間短路故障。巡視人員次日再次對37至38號檔內(nèi)三相導(dǎo)線和合成絕緣子采用40倍高倍望遠鏡對導(dǎo)線進行外觀檢查，未發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線、合成絕緣子有明顯放電閃絡(luò)痕跡，導(dǎo)線、絕緣子未見斷股損傷和明顯變形(見照片15、16)。

3.5.1 焚燒或山火故障特點及分析

初春、入冬時節(jié)，天干物燥，有值野外祭祀焚燒極易引發(fā)山火，對附近線路設(shè)施造成毀滅性危害。焚燒不僅烘烤桿塔使強度下降，引發(fā)倒桿斷線惡性事故發(fā)生，并且燃燒后的物質(zhì)在空中懸浮極易引發(fā)電氣部位安全間隙不足放電，引起線路掉閘。

3.5.2 治理對策

長期開展民企護電聯(lián)動機制，深入群眾進行安全教育活動，獎勵發(fā)現(xiàn)和懲處縱火人員；在春秋祭祀時節(jié)加強線路重點區(qū)域巡視力度，對易燃物進行清理，在墳區(qū)附近張掛警示標(biāo)志。

3.6 風(fēng)偏典型故障事例

06月23日18時34分，220kV固南I線掉閘，重合不成功，南郊站931、101兩套保護動作，C相故障，南郊站測距9.8km，固店站測距21.2km。當(dāng)晚因23日晚間大雨，且雷電活動劇烈，初步推斷故障點位于#64至#65間。次日作業(yè)人員冒雨進行故障巡視，詢問當(dāng)?shù)鼐用竦弥?dāng)?shù)?3日晚間瞬間風(fēng)力大于10級，附近有大量粗壯樹木被刮倒刮斷，空曠地帶有簡易房房頂被吹倒(見照片17-19)，風(fēng)向由西北向東南，輸電線路正好為側(cè)向受風(fēng)。進行帶電登塔檢查時發(fā)現(xiàn)220kV固南I線#66桿C相(左線)下線大號側(cè)導(dǎo)線40-60厘米處及防震錘表面均有放電痕跡，左桿左側(cè)面有放電導(dǎo)致的水泥脫落痕跡，左桿爬梯有明顯放電點。導(dǎo)線未見明顯斷股，燒傷深度達單股1/2。經(jīng)綜合放電痕跡及現(xiàn)場環(huán)境情況分析，此次故障為瞬時強風(fēng)導(dǎo)致C相(左線)導(dǎo)線向桿身方向發(fā)生風(fēng)偏，使得導(dǎo)線與左桿及桿上爬梯接近，發(fā)生單相接地故障(見照片20、21)。

3.6.1 風(fēng)偏故障特點分析

風(fēng)偏類線路故障發(fā)生多存在以下特點：①風(fēng)偏故障發(fā)生時段多在暴雨強風(fēng)極端惡劣天氣時；②重合閘重合成功率低；③發(fā)生時，保護動作表現(xiàn)為單相或兩相接地；④從放電路徑看基本分為：導(dǎo)線對桿塔、拉線、爬梯、導(dǎo)地線間、對周邊物體，如山坡、樹木、房屋等；⑤設(shè)備損壞嚴(yán)重，絕緣子閃絡(luò)或?qū)У鼐€斷股斷線。

3.6.2 治理對策

治理措施為：①線路設(shè)計階段考慮微地形區(qū)域氣象條件下，選取最大設(shè)計風(fēng)速數(shù)值，并考慮導(dǎo)地線垂直受風(fēng)時的安全間隙；②對風(fēng)偏角進行修正，考慮安全間隙大于1.2m規(guī)程要求；③線路施工時避免在導(dǎo)線側(cè)安裝腳釘、爬梯，導(dǎo)地線懸垂線夾附近不要裝尖狀物；④對懸垂絕緣子加裝配重或進行V型串改造；⑤對引流線進行驗算調(diào)整收緊，采用雙掛點懸掛固定；⑥轉(zhuǎn)角度數(shù)超45o的在外角側(cè)使用雙串瓷或玻璃絕緣子。

3.7 樹木放電典型故障事例

7月16日12時19分，定南Ⅰ線接地距離一段、零序一段掉閘，A相故障，重合成功，車寄站931保護測距32.309km)，南郊站保護測距10.5km故障錄波測距20.68km。當(dāng)時氣候為：地表溫度34o，微風(fēng)。經(jīng)巡視發(fā)現(xiàn)為#68至#69桿距大號側(cè)150m處A相導(dǎo)線線下有1棵楊樹，樹冠頂線引起線路故障。在查閱工作記錄的知：4月15日曾經(jīng)安排人員對此段線路桿塔進行綜檢，但當(dāng)時作業(yè)人員未對線下小樹引起足夠重視，認(rèn)為滿足安全距離5米的要求而沒有上報處理，歷時3個月后，因氣溫高、弧垂低引發(fā)樹障放電(見照片22)。

3.7.1 樹木放電故障特點及分析

樹木放電故障一般為高溫、大負(fù)荷天氣，夏季中午時段發(fā)生居多，基本上重合閘都能重合成功?，F(xiàn)場情形為：線下樹被燒焦，樹皮爆裂炸開，地面易燃物引燃后有灰燼，導(dǎo)線有燒傷放電痕跡。另外區(qū)外超高樹木也是造成樹木放電的重大安全隱患，在季風(fēng)條件下，樹木倒伏后砸線跳閘(見照片23)。

3.7.2 治理對策

①嚴(yán)格按照線路巡視周期完成巡視；②結(jié)合屬地化管理要求對樹木進行統(tǒng)計，確定清楚樹障計劃；③做好線路周邊治理工作，采用聯(lián)系卡等方式告知樹木責(zé)任人砍伐時派專人進行監(jiān)護；④對線路保護區(qū)外樹木也要進行統(tǒng)計治理，尤其是在季風(fēng)來臨前，將樹木倒伏范圍內(nèi)的樹障安全清除；⑤北方夏季多刮西北方向季風(fēng)，因此線路西北方向的樹木是清除重中之重；⑥教育群眾要自覺愛護電力設(shè)施，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)有線下植樹現(xiàn)象及時制止。

4.結(jié)束語

輸電線路故障因地理、氣候、周邊環(huán)境的不同而不盡相同，但故障發(fā)生前的種種跡象和征兆是我們?nèi)粘＞S護管理過程中需要發(fā)現(xiàn)和警惕的。本文旨在對線路典型故障特點進行分析并提出治理、防范措施意見，為線路日常管理提出指導(dǎo)性思路。線路維護管理人員在充分掌握設(shè)備運行狀況的基礎(chǔ)上要借鑒以往故障經(jīng)驗教訓(xùn)，制定出降低故障工作計劃策略，對事故前“苗頭”要采取有效防范措施，對已發(fā)生的故障要積極進行治理，才能確實降低線路停電跳閘次數(shù)，保證線路安全可靠供電。

[1]國家電網(wǎng)公司.十八項電網(wǎng)重大反事故措施(第六、第七章).

[2]110(66)-500kV架空輸電線路運行規(guī)范(第九章).