何鵬杰，趙浩波，劉愈倬

（1.國網(wǎng)山西省電力公司檢修公司，山西 太原 030032；2.國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院，山西 太原 030001）

0 引言

2006年8 月，山西電網(wǎng)第一條緊湊型輸電線路投產(chǎn)至今，山西電網(wǎng)在運(yùn)的緊湊型輸電線路已達(dá)9條線1 465.258 km，占山西電網(wǎng)500 kV輸電線路長度的28.75%，且神府送出6條線是西電東送的北通道，500 kV朔云、云呂、呂稷線是山西電網(wǎng)北電南送三通道之一，戰(zhàn)略地位非常重要；但運(yùn)行期間緊湊型輸電線路故障跳閘，給山西電網(wǎng)乃至華北電網(wǎng)的安全運(yùn)行造成嚴(yán)重威脅。

1 山西電網(wǎng)500 kV緊湊型輸電線路故障跳閘情況

截止2013年12月31日，山西電網(wǎng)500 kV緊湊型輸電線路故障跳閘按故障類型統(tǒng)計(jì)如表1所示。

表1 山西電網(wǎng)500 kV緊湊型輸電線路故障跳閘類型按年統(tǒng)計(jì)

從表1統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出緊湊型輸電線路故障整體有以下幾方面特點(diǎn)。

a）2006年—2013年，緊湊型輸電線路共跳閘71條次。

b）覆冰舞動(dòng)、不同期擺動(dòng)引起的風(fēng)偏閃絡(luò)、鳥糞閃絡(luò)及雷擊閃絡(luò)是緊湊型輸電線路故障跳閘的主要原因。

c）2009年、2010年、2012年緊湊型輸電線路覆冰舞動(dòng)、不同期擺動(dòng)引起的風(fēng)偏閃絡(luò)引發(fā)的故障次數(shù)較多，分析原因，應(yīng)與當(dāng)年惡劣天氣和線路處于重冰區(qū)、易舞區(qū)、風(fēng)口等因素密切相關(guān)。

2 山西電網(wǎng)500 kV緊湊型輸電線路覆冰舞動(dòng)故障跳閘情況

2006年以來，受差異化設(shè)計(jì)和緊湊型輸電線路固有特征影響，覆冰舞動(dòng)引起山西電網(wǎng)緊湊型線路跳閘25條次。

2.1 覆冰舞動(dòng)故障特點(diǎn)

a）故障相別均為倒三角排列的下相與任一上相之間（B—A或B—C）。

b）覆冰舞動(dòng)故障區(qū)域突破傳統(tǒng)的平坦、開闊易舞地帶，山區(qū)線路發(fā)生舞動(dòng)跳閘。

c）覆冰舞動(dòng)造成相間間隔棒連接金具和耐張線夾脫落、斷裂，鐵塔、導(dǎo)地線未發(fā)生損壞。

d）500 kV緊湊型輸電線路通過采取輔助防舞措施，如實(shí)施加裝相間間隔棒防舞治理，很難解決線路固有問題。

2.2 故障查找方法

相間間隔棒螺旋式布置區(qū)段舞動(dòng)故障點(diǎn)大多發(fā)生在故障一相導(dǎo)線與對(duì)應(yīng)故障另一相所裝相間間隔棒均壓環(huán)；相間間隔棒封閉三角形布置區(qū)段舞動(dòng)故障點(diǎn)大多發(fā)生在“次檔距中央導(dǎo)線”。

2.3 防治措施

a）對(duì)三級(jí)舞動(dòng)區(qū)，采取差異化改造，將緊湊型線路改造為常規(guī)型輸電線路。

b）對(duì)二級(jí)舞動(dòng)區(qū)及以下區(qū)段，采取加裝相間間隔棒方法進(jìn)行治理。

c）相間間隔棒能部分抑制舞動(dòng)閃絡(luò)的發(fā)生，但不能從根本上解決緊湊型舞動(dòng)閃絡(luò)問題。目前，有效解決緊湊型舞動(dòng)閃絡(luò)的措施是改造為常規(guī)線路或者避開易發(fā)生舞動(dòng)區(qū)，相間間隔棒可作為應(yīng)急措施。

3 山西電網(wǎng)500 kV緊湊型輸電線路不同期擺動(dòng)引起的風(fēng)偏閃絡(luò)故障跳閘情況

2006年以來，因大風(fēng)引起的相間不同期擺動(dòng)造成緊湊型輸電線路跳閘16條次。

3.1 故障特點(diǎn)

a）緊湊型線路的強(qiáng)風(fēng)不同期擺動(dòng)故障，一般指兩上相導(dǎo)線（A—C） 由于不同期的搖擺，使相間距離縮減，進(jìn)而發(fā)生放電，故障區(qū)段比較集中，故障檔距大。

b）相間不同期擺動(dòng)造成相間間隔棒連接金具和耐張線夾脫落、斷裂，鐵塔、導(dǎo)地線未發(fā)生損壞。

c）500 kV緊湊型輸電線路通過采取輔助防風(fēng)措施，如實(shí)施加裝相間間隔棒治理，很難解決線路固有問題。

3.2 故障查找方法

相間間隔棒螺旋式布置區(qū)段舞動(dòng)故障點(diǎn)大多發(fā)生在故障一相導(dǎo)線與對(duì)應(yīng)故障另一相所裝相間間隔棒均壓環(huán)；相間間隔棒封閉三角形布置區(qū)段舞動(dòng)故障點(diǎn)大多發(fā)生在“次檔距中央導(dǎo)線”。

3.3 防治措施

a）對(duì)故障檔采取A、B、C三相封閉三角形相間間隔棒并加故障檔的次檔距相間間隔棒的措施。

b）采取措施后仍多次發(fā)生故障的區(qū)段，進(jìn)行差異化改造，將緊湊型線路改造為常規(guī)型輸電線路。

4 山西電網(wǎng)500 kV緊湊型輸電線路雷擊閃絡(luò)故障跳閘情況

4.1 故障特點(diǎn)

通過對(duì)近年來緊湊型線路雷擊故障的統(tǒng)計(jì)分析，緊湊型線路的雷擊跳閘具有以下幾方面的特點(diǎn)。

a）由于緊湊型直線塔特殊的塔窗結(jié)構(gòu)，其放電路徑與常規(guī)線路延絕緣子串放電的路徑特點(diǎn)有明顯差異，即雷擊放電總是延導(dǎo)線與塔窗間最小空氣間隙的通道發(fā)生，而不只局限于延絕緣子串的放電通道。

b）緊湊型直線塔上相絕緣子與中相導(dǎo)線塔身側(cè)均壓環(huán)之間的間隙是雷電放電最為集中的通道（G3），也是緊湊型桿塔絕緣最為薄弱的環(huán)節(jié)，但G1、G2、G4放電通道也較為常見，如圖1所示。

圖1 500 kV緊湊型輸電線路雷擊故障常見放電通道示意

c）耐張轉(zhuǎn)角塔雷擊原因和常規(guī)線路耐張轉(zhuǎn)角塔相似，都是由于地線對(duì)引流線的保護(hù)失效造成。

d）故障檔所處檔距大，高差大，故障塔所處地面傾角大。

4.2 故障點(diǎn)查找方法

a）查詢臺(tái)賬，明確故障發(fā)生相別。

b）在故障預(yù)判區(qū)段，對(duì)大檔距、大高差、地面傾角大桿塔首先進(jìn)行故障查找，后再向大、小號(hào)側(cè)擴(kuò)展。

c）明確緊湊型桿塔放電通道與常規(guī)線路放電通道的差異。

4.3 防治措施

a）對(duì)已經(jīng)發(fā)生過雷擊跳閘且大檔距、大高差、地面傾角大的桿塔加裝線路避雷器。

b）對(duì)地面傾角大于20°，在外邊坡側(cè)塔頭安裝1支塔頭防繞擊側(cè)針；對(duì)位于連續(xù)上下山山頂桿塔，在塔頭兩側(cè)各安裝1支塔頭防繞擊側(cè)針。

c）擴(kuò)大易雷擊區(qū)段桿塔接地電阻測(cè)試范圍，采取措施降低其接地電阻。

5 山西電網(wǎng)500 kV緊湊型輸電線路鳥糞閃絡(luò)故障跳閘情況

2003年—2013年，國網(wǎng)山西省電力公司檢修公司代為維護(hù)的緊湊型輸電線路發(fā)生鳥害跳閘5線11次。

5.1 故障特點(diǎn)

a）時(shí)間。故障時(shí)間段均為22時(shí)至次日6時(shí)，正是大型鳥類經(jīng)過一天的覓食、休息，排泄糞便的時(shí)段。

b）周邊環(huán)境。鳥害跳閘的5條線路區(qū)段中，均跨越河流或距河流較近，因周邊地勢(shì)開闊，無大型樹木或建筑物，距河流較近的桿塔就成了大型鳥類夜間休息的最佳安全場(chǎng)所。

c）鳥類。鳥害跳閘的4線中主要涉及兩個(gè)區(qū)段：錦忻Ⅰ、Ⅱ線370號(hào)—450號(hào)、忻石Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ線50號(hào)—100號(hào)，此區(qū)段內(nèi)經(jīng)常有黑鸛等體型1 m以上的大型鳥類出沒。

d）塔形。跳閘線路均為緊湊型直線塔，空氣間隙小，具備鳥糞閃絡(luò)的條件。

5.2 故障點(diǎn)查找方法

鳥害故障均為高壓側(cè)擊穿空氣間隙對(duì)地放電，且故障點(diǎn)周邊會(huì)發(fā)現(xiàn)鳥糞痕跡。鳥害故障點(diǎn)查找要在故障預(yù)判區(qū)段抓住“故障發(fā)生時(shí)間”、“絕緣子串導(dǎo)線側(cè)和橫擔(dān)側(cè)放電痕跡”、“塔身、絕緣子串上及串下基面鳥糞痕跡”等3個(gè)要點(diǎn)來進(jìn)行。

5.3 防治措施

a）“堵”。對(duì)鳥害多發(fā)區(qū)段絕緣子串上方采取不銹鋼鳥刺加裝，覆蓋半徑不小于1.5 m。

b）“梳”。對(duì)鳥害多發(fā)區(qū)段加裝“駐鳥平臺(tái)”，疏導(dǎo)鳥類遠(yuǎn)離導(dǎo)線上方棲息。

c）安裝集“聲、光、電”等多措施為一體的驚鳥裝置。

6 結(jié)論

緊湊型輸電線路常見的有鳥害、雷擊、覆冰舞動(dòng)、強(qiáng)風(fēng)不同期擺動(dòng)等故障類型，分類給出故障點(diǎn)查找方法及防治措施。鑒于緊湊型輸電線路固有的相間距離較小特點(diǎn)及山西電網(wǎng)緊湊型輸電線路均處于高山大嶺區(qū)域，微地形、微氣象特征明顯，造成緊湊型輸電線抵抗相間放電故障水平較低。相關(guān)技術(shù)人員只有積極梳理途經(jīng)微地形、微氣象區(qū)段，針對(duì)性開展防舞、防風(fēng)、防雷、防鳥專項(xiàng)治理工作，差異化開展常規(guī)性線路改造，才能逐步提高山西電網(wǎng)緊湊型輸電線路的運(yùn)行維護(hù)水平。