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摘 要 架空输电线路线路故障跳闸是电网运行的一个大敌,是导致电网产生事故主要诱因。对架空输电线路跳闸进行分析并采取针对性措施是电网运行的一个主要工作。本文对赣州电网2008年至2011年的跳闸进行了针对性的分析提出了相应的措施。
关键词 赣州电网;输电线路;故障
中图分类号 TM 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)121-0121-03
1 线路概况
目前我公司有220 kV线路29条、总长度1 180.12 km。杆塔3 511基。(其中:20世纪80年代投运的有万虎Ⅰ线,72.27 km,上世纪九十年代投运的有燕金线、虎燕I线(由原虎金线破口形成)、万虎Ⅱ线、共3条,203.3 km;其他25条,904.55 km均为2000年以后投运。
2 2008年以来故障跳闸情况
2.1 按时间分
2.1.1 按年份分(见表1,图1)
2.1.2 按月份分
从表2和图2可看出:
1)从全年的线路跳闸情况来看,每年的2月-4月、6月-8月线路跳闸较多。
2)2月-4月的线路跳闸多为山火造成,反映清明前后扫祭的民俗活动和农民烧荒、烧田堪是我们必须做好防山火关键时期。
3)6月-8月线路跳闸主要表现为雷击所致,此时段正是雷雨活动频繁季节。为此,我们每年的防雷实施措施,必须在此时段前完成,只有这样才能在当年发挥作用。
4)多年来,11月和12月两个月2008年以来尚未发生220 kV线路的故障跳闸现象,但并不是在这时段我们就可不做线路的“九防”工作,这时段往往由于天干物燥,容易发生山火,还由于天气逐变寒冷,历史上也曾多次发生11月份气温剧降和12月份降雪的现象,为此,我们在这一时段尤其不能放松线路的防污、防山火和防冰冻工作。
2.2 按技术分
2.2.1 总体技术分类
从表3和图3可看出:
1)2008年-2011年67次线路故障跳闸中,雷击跳闸有38次,占跳闸次数56.7%。雷击为造成线路故障跳闸的主因。为此,要降低线路的故障跳闸率,必须下大力气研究线路的防雷措施,并适时地实施,只有这样,才能有效地降低线路的故障跳闸率。
2)2008年冰灾之后,山上因冰伏倒的死树和枯死的草木较多导致2008年、2009年山火频发;农村年轻人员大都外出务工,农活基本靠留下的年老人员耕作,由于劳力和时间的不足,田堪田埂的除草清理农活常以一烧了之,致使山火频发,导致山火故障跳闸的次数剧增,成为仅次于雷害造成线路故障跳闸的主要原因。
3)由于地方工业园区的建设,道路的新建与扩开和土地开发,线路保护区内野蛮施工的外力破坏事件频发,去年9月11日,由于施工单位的野蛮施工甚至造成220 kV虎燕I、II线38#塔严重倾覆的重大外力破坏事件。这些现象导致线路因外力破坏发生的故障跳闸现象增多,致使所占线路故障跳闸的次数仅次于雷害和山火。
近年来鸟害和风偏造成的线路故障跳闸次数呈上升趋势,尽管我们在防鸟害方面做了不少工作,但收效不甚理想,有待进一步研究和加强此项工作。
2.2.2 雷害故障跳闸分析(见表4、图4、图5)
从2008年以来220 kV线路因雷击造成的线路故障跳闸情况看:
1)就次数看,起伏不定。2008年8次,2009年9次,增加一次,2010年降至7次,是2008年以来最少的年份,可今年前8个月猛增到13次。
2)2008年-2011年发生绕击26次,占雷击跳闸68.5%,反击12次,占雷击跳闸31.5%。总体看,每年的绕击都多于反击。这因为一是赣州输电线路多分布于山区、山势陡峭,杆塔暴露角大的原因。二是220 kV线路本身耐雷水平较高(在80 kA-120 kA)。三是据统计小雷电流活动更加频繁,比大雷电发生的概率高很多。
3)线路所经地区,小部分为丘陵,大部分为长满树木的山地或高山,地形起伏变化较大,地质复杂,天气多变,年平均雷暴日67个左右,但自使用雷电定位系统后,由于雷电定位系统所采集的数据更全面、准确,从统计结果来看,所统计到的雷电日数量比原统计方法统计的增加了不少,就1月-8月来看,雷电日已达到238个。
4)一般说来,接地电阻较大时,反击的可能性较大;保护角和地形则对绕击的影响较大,处于山坡或山顶的杆塔较易遭绕击。当发生绕击时,往往是单基单相或二基同相;而反击时,则一基多相或多基多相闪。而耐雷水平较低相较易受反击。
3 2008年以来降低线路故障跳闸率所采取的措施
3.1 防雷工作
3.1.1 主要措施
1)从1999年开始,线路的防雷工作主要从改善杆塔接地电阻着手,以每年约100基杆塔进行接地电阻改良。
2)从2000年开始,在坚持改良杆塔接地电阻的同时,对杆塔进行接地外引,至2007年已完成约3 000基杆塔的接地外引,为雷电流泻放提供了有效通道。
3)2003年,开始从武汉高压研究院得知该院研制的可控放电避雷针具有控制流经杆塔雷电流的作用,反之则提高杆塔的耐雷水平。同年,公司决定引进可控放电避雷针,到目前为止,已完成539基可控放电避雷针的
安装。
4)2005年,为提高线路的耐雷水平,在满足风偏和导线对地距离要求的情况下,完成约2 500基直线杆塔调爬工作,对提高杆塔的耐雷水平有一定的效果,虽对防绕击雷作用不大,但对防止或减轻雷击杆塔顶造成的反击效果明显。
5)2005年,在前期做好了接地电阻改良及接地外引工作的前提下,进行了全线杆塔的负角保护针安装,有效的防止绕击造成雷击跳闸。
6)2010年在50基杆塔的架空地线安装了防绕击
短针。
7)2010年在万虎Ⅱ线#194、#195、万燕线#201三基杆塔尝试性地安装防雷接闪器,防雷效果暂不清楚。
3.1.2 效果分析
1)从安装可控放电避雷针的情况来看,在2010年及以前未发生雷击跳闸,但今年出现3次雷击安装了可控放电避雷针的杆塔,防雷效果有待进一步验证。
2)从今年7月15日的燕金线、嘉金线同时跳闸造成金堂变全站失压来看,很有必要对同一线路通道的多条线路加强防雷措施。如:安装线路避雷器等。
3)双回路塔中相由于塔型结构和所处地形原因仍然是线路雷害的薄弱环节,下一步将在有停电线路的时候,逐步完善中相防绕击避雷针的安装。
4)将按省公司差异化防雷完善燕金线、嘉金线、渡埠线的防雷措施。
3.2 防山火工作
1)抓住防山火的主要时段:清明、冬至等民俗时节和长期高温少雨时段集中精力防山火,必要时进行
蹲守。
2)整个赣州电网实现主网与农网信息及时互通,联合防山火。及时得到山火信息及时采取必要的措施。
3)发动群众护线员及时了解山火信息并进行防山火宣传工作。
4)防山火的关键是群防群治和责任的落实,所以公司应尽快制定下发行之有效的方案和措施,以减少因山火导致线路故障跳闸现象的发生。
3.3 防外力破坏工作
2008年以来,尽管开展宣传活动次数不少,现场警示标志也基本完善,印发宣传资料多达两万余份,现场蹲守数百人次,但因外力破坏而导致线路故障跳闸的现象仍然时有发生,关键是要工作扎实和政府支持。
4 今后降低线路故障跳闸率措施
1)对多雷区、易击段及重要线路部分杆塔加装线路型避雷器,并对嘉金线、燕金线、渡埠线实施差异化防雷改造。
2)目前,分公司线路还有273基杆塔接地电阻大于10欧姆,防止雷电流反击的空间仍然很大,在试用降阻模块、降阻剂、深埋接地和集中增加水平和垂直接地体等的基础上,2012尝试采取铜包钢等新的方式进行
降阻。
3)2007年完成约3000基杆塔接地外引后,仍尚有部分杆塔未可靠外引,在2011年全线登杆检查之际,进行全面排查。2012年全面实施,保证为雷电流泄放提供有效通道。
4)万燕线、燕金线、赣龙Ⅰ线、渡瑞Ⅰ线、等15条线路共243基单挂点老干字形耐张塔,存在抗风偏能力差的设计缺陷。在2008年以来造成3次风偏跳闸,2012年在停电允许的情况下,完成双挂点改造。
5)在重点做好防雷措施的同时,根据反措要求做好各项防护工作,尤其是防外力破坏和防山火工作,2012年严格按要求做好联动、宣传、蹲守和警示标志的完善工作,以实现降低线路故障跳闸率的目标。
5 建议
1)严把新建线路的设计审查关,要求新架线路必须严格按照国网设计标准进行设计,以彻底解决线路先天不足的问题。
2)对检测或检查不合格的接地等防雷设施及时进行改良或检修,保持杆塔的接地电阻满足反措要求,确保附属防雷设施发挥应有作用。
3)对雷击特别杆段,试用线路型避雷器(如:双回路假设和多条线路单回路假设的同一通道的线路)。
4)應用推广新技术。积极探索应用防雷的新技术、新措施,以提高线路的防雷水平。
5)积极争取地方政府的大力支持,实行线路保护区作业的审批制,以彻底减少或根除外力破坏导致线路故障跳闸的现象的发生。
参考文献
[1]陈慧坤,梁俊晖,易仕敏.由一起电网事故处理引起的思考[J].电力建设,2006,06.
关键词 赣州电网;输电线路;故障
中图分类号 TM 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)121-0121-03
1 线路概况
目前我公司有220 kV线路29条、总长度1 180.12 km。杆塔3 511基。(其中:20世纪80年代投运的有万虎Ⅰ线,72.27 km,上世纪九十年代投运的有燕金线、虎燕I线(由原虎金线破口形成)、万虎Ⅱ线、共3条,203.3 km;其他25条,904.55 km均为2000年以后投运。
2 2008年以来故障跳闸情况
2.1 按时间分
2.1.1 按年份分(见表1,图1)
2.1.2 按月份分
从表2和图2可看出:
1)从全年的线路跳闸情况来看,每年的2月-4月、6月-8月线路跳闸较多。
2)2月-4月的线路跳闸多为山火造成,反映清明前后扫祭的民俗活动和农民烧荒、烧田堪是我们必须做好防山火关键时期。
3)6月-8月线路跳闸主要表现为雷击所致,此时段正是雷雨活动频繁季节。为此,我们每年的防雷实施措施,必须在此时段前完成,只有这样才能在当年发挥作用。
4)多年来,11月和12月两个月2008年以来尚未发生220 kV线路的故障跳闸现象,但并不是在这时段我们就可不做线路的“九防”工作,这时段往往由于天干物燥,容易发生山火,还由于天气逐变寒冷,历史上也曾多次发生11月份气温剧降和12月份降雪的现象,为此,我们在这一时段尤其不能放松线路的防污、防山火和防冰冻工作。
2.2 按技术分
2.2.1 总体技术分类
从表3和图3可看出:
1)2008年-2011年67次线路故障跳闸中,雷击跳闸有38次,占跳闸次数56.7%。雷击为造成线路故障跳闸的主因。为此,要降低线路的故障跳闸率,必须下大力气研究线路的防雷措施,并适时地实施,只有这样,才能有效地降低线路的故障跳闸率。
2)2008年冰灾之后,山上因冰伏倒的死树和枯死的草木较多导致2008年、2009年山火频发;农村年轻人员大都外出务工,农活基本靠留下的年老人员耕作,由于劳力和时间的不足,田堪田埂的除草清理农活常以一烧了之,致使山火频发,导致山火故障跳闸的次数剧增,成为仅次于雷害造成线路故障跳闸的主要原因。
3)由于地方工业园区的建设,道路的新建与扩开和土地开发,线路保护区内野蛮施工的外力破坏事件频发,去年9月11日,由于施工单位的野蛮施工甚至造成220 kV虎燕I、II线38#塔严重倾覆的重大外力破坏事件。这些现象导致线路因外力破坏发生的故障跳闸现象增多,致使所占线路故障跳闸的次数仅次于雷害和山火。
近年来鸟害和风偏造成的线路故障跳闸次数呈上升趋势,尽管我们在防鸟害方面做了不少工作,但收效不甚理想,有待进一步研究和加强此项工作。
2.2.2 雷害故障跳闸分析(见表4、图4、图5)
从2008年以来220 kV线路因雷击造成的线路故障跳闸情况看:
1)就次数看,起伏不定。2008年8次,2009年9次,增加一次,2010年降至7次,是2008年以来最少的年份,可今年前8个月猛增到13次。
2)2008年-2011年发生绕击26次,占雷击跳闸68.5%,反击12次,占雷击跳闸31.5%。总体看,每年的绕击都多于反击。这因为一是赣州输电线路多分布于山区、山势陡峭,杆塔暴露角大的原因。二是220 kV线路本身耐雷水平较高(在80 kA-120 kA)。三是据统计小雷电流活动更加频繁,比大雷电发生的概率高很多。
3)线路所经地区,小部分为丘陵,大部分为长满树木的山地或高山,地形起伏变化较大,地质复杂,天气多变,年平均雷暴日67个左右,但自使用雷电定位系统后,由于雷电定位系统所采集的数据更全面、准确,从统计结果来看,所统计到的雷电日数量比原统计方法统计的增加了不少,就1月-8月来看,雷电日已达到238个。
4)一般说来,接地电阻较大时,反击的可能性较大;保护角和地形则对绕击的影响较大,处于山坡或山顶的杆塔较易遭绕击。当发生绕击时,往往是单基单相或二基同相;而反击时,则一基多相或多基多相闪。而耐雷水平较低相较易受反击。
3 2008年以来降低线路故障跳闸率所采取的措施
3.1 防雷工作
3.1.1 主要措施
1)从1999年开始,线路的防雷工作主要从改善杆塔接地电阻着手,以每年约100基杆塔进行接地电阻改良。
2)从2000年开始,在坚持改良杆塔接地电阻的同时,对杆塔进行接地外引,至2007年已完成约3 000基杆塔的接地外引,为雷电流泻放提供了有效通道。
3)2003年,开始从武汉高压研究院得知该院研制的可控放电避雷针具有控制流经杆塔雷电流的作用,反之则提高杆塔的耐雷水平。同年,公司决定引进可控放电避雷针,到目前为止,已完成539基可控放电避雷针的
安装。
4)2005年,为提高线路的耐雷水平,在满足风偏和导线对地距离要求的情况下,完成约2 500基直线杆塔调爬工作,对提高杆塔的耐雷水平有一定的效果,虽对防绕击雷作用不大,但对防止或减轻雷击杆塔顶造成的反击效果明显。
5)2005年,在前期做好了接地电阻改良及接地外引工作的前提下,进行了全线杆塔的负角保护针安装,有效的防止绕击造成雷击跳闸。
6)2010年在50基杆塔的架空地线安装了防绕击
短针。
7)2010年在万虎Ⅱ线#194、#195、万燕线#201三基杆塔尝试性地安装防雷接闪器,防雷效果暂不清楚。
3.1.2 效果分析
1)从安装可控放电避雷针的情况来看,在2010年及以前未发生雷击跳闸,但今年出现3次雷击安装了可控放电避雷针的杆塔,防雷效果有待进一步验证。
2)从今年7月15日的燕金线、嘉金线同时跳闸造成金堂变全站失压来看,很有必要对同一线路通道的多条线路加强防雷措施。如:安装线路避雷器等。
3)双回路塔中相由于塔型结构和所处地形原因仍然是线路雷害的薄弱环节,下一步将在有停电线路的时候,逐步完善中相防绕击避雷针的安装。
4)将按省公司差异化防雷完善燕金线、嘉金线、渡埠线的防雷措施。
3.2 防山火工作
1)抓住防山火的主要时段:清明、冬至等民俗时节和长期高温少雨时段集中精力防山火,必要时进行
蹲守。
2)整个赣州电网实现主网与农网信息及时互通,联合防山火。及时得到山火信息及时采取必要的措施。
3)发动群众护线员及时了解山火信息并进行防山火宣传工作。
4)防山火的关键是群防群治和责任的落实,所以公司应尽快制定下发行之有效的方案和措施,以减少因山火导致线路故障跳闸现象的发生。
3.3 防外力破坏工作
2008年以来,尽管开展宣传活动次数不少,现场警示标志也基本完善,印发宣传资料多达两万余份,现场蹲守数百人次,但因外力破坏而导致线路故障跳闸的现象仍然时有发生,关键是要工作扎实和政府支持。
4 今后降低线路故障跳闸率措施
1)对多雷区、易击段及重要线路部分杆塔加装线路型避雷器,并对嘉金线、燕金线、渡埠线实施差异化防雷改造。
2)目前,分公司线路还有273基杆塔接地电阻大于10欧姆,防止雷电流反击的空间仍然很大,在试用降阻模块、降阻剂、深埋接地和集中增加水平和垂直接地体等的基础上,2012尝试采取铜包钢等新的方式进行
降阻。
3)2007年完成约3000基杆塔接地外引后,仍尚有部分杆塔未可靠外引,在2011年全线登杆检查之际,进行全面排查。2012年全面实施,保证为雷电流泄放提供有效通道。
4)万燕线、燕金线、赣龙Ⅰ线、渡瑞Ⅰ线、等15条线路共243基单挂点老干字形耐张塔,存在抗风偏能力差的设计缺陷。在2008年以来造成3次风偏跳闸,2012年在停电允许的情况下,完成双挂点改造。
5)在重点做好防雷措施的同时,根据反措要求做好各项防护工作,尤其是防外力破坏和防山火工作,2012年严格按要求做好联动、宣传、蹲守和警示标志的完善工作,以实现降低线路故障跳闸率的目标。
5 建议
1)严把新建线路的设计审查关,要求新架线路必须严格按照国网设计标准进行设计,以彻底解决线路先天不足的问题。
2)对检测或检查不合格的接地等防雷设施及时进行改良或检修,保持杆塔的接地电阻满足反措要求,确保附属防雷设施发挥应有作用。
3)对雷击特别杆段,试用线路型避雷器(如:双回路假设和多条线路单回路假设的同一通道的线路)。
4)應用推广新技术。积极探索应用防雷的新技术、新措施,以提高线路的防雷水平。
5)积极争取地方政府的大力支持,实行线路保护区作业的审批制,以彻底减少或根除外力破坏导致线路故障跳闸的现象的发生。
参考文献
[1]陈慧坤,梁俊晖,易仕敏.由一起电网事故处理引起的思考[J].电力建设,2006,06.