高壓輸電線路跳閘故障的快速判斷與查找

王樹軍 季 寧

（華北電網(wǎng)有限公司承德供電公司 承德市 067000）

1 常見輸電線路故障的大致分類及特點(diǎn)

1.1 雷擊閃絡(luò)故障

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國110kV～500kV線路雷擊造成線路跳閘次數(shù)占全部跳閘總數(shù)的30%～40%，雷擊故障跳閘一直占輸電線路跳閘的第一位。雷擊故障的特點(diǎn)是：

（1）一般發(fā)生在雷雨季節(jié),如華北地區(qū)6～7月份是雷擊故障高峰，8月中旬以后雷擊故障變少；

（2）線路重合閘裝置一般會(huì)重合成功；

（3）單相瞬時(shí)接地故障較多，兩相及三相短路故障相對(duì)較少。

1.2 外力破壞故障

從近幾年國家電網(wǎng)公司輸電線路故障統(tǒng)計(jì)當(dāng)中，外力破壞故障占線路跳閘故障的第二位，外力破壞故障排在首位的是吊車碰線，其次是違章施工。吊車碰線特點(diǎn)：

（1）單相接地故障較多，多為下相；（2）一般發(fā)生在良好天氣下；

（3）故障點(diǎn)多發(fā)生在線路特殊區(qū)段；（4）導(dǎo)線及吊車有明顯放電點(diǎn)。

1.3 鳥害閃絡(luò)故障

鳥害造成的閃絡(luò)多數(shù)是由于鳥糞沿瓷絕緣子串流下造成單相接地，偶爾也有沿桿塔排便后造成橫擔(dān)與導(dǎo)線放電，即空氣閃絡(luò)。鳥害發(fā)生的特點(diǎn)：

（1）單相接地故障較多；

（2）多發(fā)生在晴天良好天氣下；

（3）90%以上的鳥害故障點(diǎn)多發(fā)生在河流、水庫、養(yǎng)魚池、林區(qū)附近，根據(jù)承德供電公司近5年鳥害故障統(tǒng)計(jì)，鳥害故障點(diǎn)100%附近都有河流和林區(qū)；

（4）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，鳥害故障通常發(fā)生在夜間22:00至次日凌晨04:00之問。

1.4 風(fēng)偏接地故障

線路風(fēng)偏故障主要有三種：即倒桿斷線（一般發(fā)生在暴風(fēng)雨且類似龍卷風(fēng)的惡劣氣候條件下）、導(dǎo)線之間或?qū)Ь€對(duì)地放電、遭受外物（樹木、竹子、簡易草屋頂、地面草席、錫箔紙、塑料薄膜）短路。其特點(diǎn)是：

（1）一般發(fā)生在強(qiáng)風(fēng)天氣，有時(shí)瞬時(shí)風(fēng)速可達(dá)30m/s；

（2）大雨、冰雹等惡劣氣象條件下也時(shí)有發(fā)生，但概率比強(qiáng)風(fēng)氣象條件下少很多；

（3）經(jīng)統(tǒng)計(jì)一般風(fēng)偏跳閘大部分是導(dǎo)線對(duì)邊坡距離不夠造成，少部分為耐張塔引流對(duì)桿塔塔身放電。

1.5 覆冰閃絡(luò)故障

其特點(diǎn)是:

（1）氣溫及導(dǎo)線表面溫度達(dá)到0℃以下，空氣相對(duì)濕度發(fā)生在85%以上，風(fēng)速大于1m/s；

（2）根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)一般多發(fā)生在11月份～次年的3月份之間。

1.6 污閃故障

其特點(diǎn)是：

（1）污閃主要發(fā)生在線路周邊有水泥廠、鐵廠、公路等污源區(qū)域段；

（2）一般易發(fā)生在久旱后突然降溫并出現(xiàn)濃霧或毛毛雨的天氣；

（3）污穢相對(duì)嚴(yán)重的區(qū)域。污閃故障是一種非金屬性接地故障，在故障錄波圖上會(huì)反映出電壓波形有明顯毛刺。

1.7 其他原因

如導(dǎo)線接頭發(fā)熱燒斷故障、變電站站內(nèi)設(shè)備問題、保護(hù)定值計(jì)算整定錯(cuò)誤、保護(hù)誤動(dòng)，線路本體設(shè)備問題等等。

2 線路常見故障的大致判斷

線路運(yùn)行部門在接到調(diào)度部門故障查線的通知后,應(yīng)首先根據(jù)線路故障發(fā)生的季節(jié)、時(shí)間、氣候狀況、故障錄波（測距）數(shù)據(jù)、自動(dòng)重合閘動(dòng)作情況等數(shù)據(jù)對(duì)輸電線路的故障性質(zhì)進(jìn)行初步判斷，必要時(shí)應(yīng)及時(shí)向線路兩端變電站索取故障錄波圖進(jìn)行仔細(xì)分析，然后針對(duì)不同的故障性質(zhì)和線路狀況采取針對(duì)性的故障巡線措施。

（1）天氣狀況。

線路跳閘后，應(yīng)第一時(shí)間取得故障時(shí)的天氣資料，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)如良好天氣下，無風(fēng)，那么首先排除了雷擊、風(fēng)偏、冰閃的可能，那么外力破壞可能性較大，查線范圍縮小到線路保護(hù)區(qū)內(nèi)各類施工等特殊區(qū)段，如遇雷雨天氣，那雷擊可能性較大。如發(fā)生在良好天氣，無風(fēng)，清晨，那么鳥害的幾率比較大。

（2）保護(hù)動(dòng)作情況。

當(dāng)線路跳閘后，線路運(yùn)行管理人員要及時(shí)與調(diào)度溝通，摸清故障線路保護(hù)動(dòng)作情況，如果電流速斷保護(hù)動(dòng)作，說明故障性質(zhì)比較嚴(yán)重，且發(fā)生范圍在線路首端；如果電流Ⅰ段動(dòng)作，說明線路有故障，且范圍在保護(hù)安裝處線路首端；如果過流Ⅱ（Ⅲ）段動(dòng)作，說明線路有故障，且在全長范圍內(nèi)，重點(diǎn)是未端；如果零序保護(hù)動(dòng)作，說明線路發(fā)生了單相接地故障，在判斷故障性質(zhì)確定故障范圍時(shí)，如能根據(jù)保護(hù)動(dòng)作情況并結(jié)合故障錄波圖進(jìn)行綜合分析，則將會(huì)使判斷更加準(zhǔn)確和迅速。

（3）充分利用雷電定位系統(tǒng)。

當(dāng)線路雷擊跳閘后應(yīng)立即查詢雷電定位（LⅠS）系統(tǒng)。根據(jù)線路名稱、跳閘時(shí)間、線路兩側(cè)寬度范圍進(jìn)行查詢，調(diào)取與時(shí)間段相匹配的雷電，雷電定位系統(tǒng)能及時(shí)給出每個(gè)落雷的時(shí)間、強(qiáng)度、位置與線路距離最近的桿號(hào)和距離。

（4）故障線路裝備情況。

故障線路是否安裝避雷器，防雷側(cè)針、連體接地、防鳥裝置、在線檢測裝置等，如故障線路安裝有避雷器，那么根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)此桿塔號(hào)遭受雷擊的可能性比較小。

（5）線路的故障歷史。

故障線路以往跳閘歷史對(duì)于分析線路故障有一定的借鑒，通過歷史故障分析，可以找出故障線路跳閘的特點(diǎn)、規(guī)律，給故障判斷做出參考。

3 故障實(shí)例分析

（1）故障實(shí)例1。

故障情況：2009年8月27日11∶40，灤周一線220kV線路跳閘，選C相，重合成功，灤河站測距10.9km，周營子站測距5.3km，調(diào)度12:00通知輸電部迅速查找故障點(diǎn)。

分析1：天氣情況：雷雨天氣，風(fēng)力1～2級(jí)，根據(jù)天氣情況初步判斷雷擊可能性較大。

分析2：查詢雷電定位系統(tǒng)及故障錄入波如下：根據(jù)雷電信息統(tǒng)計(jì)，8月27日11∶35～11∶45灤周220kV在半徑3km的范圍內(nèi)的雷電總數(shù)為2個(gè)，系統(tǒng)跳閘時(shí)雷電定位顯示灤周一線26#～30#塔附近有2個(gè)落雷，最大雷電流為-24.5kA，最小雷電流為-17.7kA。

分析3：計(jì)算測距情況：根據(jù)測距情況周營子站測距為5.3km，計(jì)算故障號(hào)為28#，灤河站通過測距計(jì)算故障號(hào)為29#。

分析4：此線路為新投運(yùn)未滿1年新線路，除全線架設(shè)雙根避雷線外，各類防雷設(shè)施未安裝，遭受雷擊可能性比較大。

綜合分析后制定查詢方案：初步判斷此次故障為雷擊，綜合分析后，故障點(diǎn)在28#左右，巡視小組應(yīng)在28#左右進(jìn)行分組，如未發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，可再向線路兩側(cè)各拓展幾個(gè)桿塔號(hào)，重點(diǎn)查巡絕緣子閃絡(luò)、線夾、導(dǎo)線、鐵塔等雷擊放電點(diǎn)。

查線結(jié)果：當(dāng)日下午15∶00，巡視人員根據(jù)分析情況按分析結(jié)果進(jìn)行線路故障巡視后發(fā)現(xiàn)：29#鐵塔C相小號(hào)側(cè)合成絕緣子雷擊閃絡(luò)。

（2）故障實(shí)例2。

故障情況：2010年9月10日16：40，承隆一線兩套主保護(hù)動(dòng)作，選B相，重合成功，承德站測距31.9km，隆城站測距32.8km。

分析1：天氣情況：晴，氣溫26.6℃，風(fēng)力1～3級(jí)，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)外力破壞可能性較大，吊車碰線或鳥閃幾率比較大。

分析2：通過雷電定位系統(tǒng)查詢此線路故障時(shí)間段5 km范圍內(nèi)無雷，故排除雷擊閃絡(luò)的可能。

分析3：經(jīng)分析查閱外部隱患檔案，承隆線附近無各類違章施工、交叉跨越物滿足要求，排除施工碰線的可能等外力破壞可能。

分析4：根據(jù)保護(hù)測距情況，承德站保護(hù)測距為31.9 km，隆城站保護(hù)測距為32.8km，經(jīng)計(jì)算，故障點(diǎn)范圍應(yīng)在77#至79#段。

分析5：結(jié)合測距情況，查閱線路技術(shù)資料，承隆一線70#～80#之間跨越武烈河，適宜各類鳥類棲息，因此鳥閃可能性極大。

綜合判斷后制定查線方案：重點(diǎn)查巡77#～79#桿塔，按鳥害故障情況進(jìn)行查巡，巡視人員注意查看耐張桿塔引流及導(dǎo)地線是否存在放電點(diǎn)，地面是否有鳥屎等痕跡。

查線結(jié)果：巡視人員到達(dá)重點(diǎn)巡視地段后，立即對(duì)重點(diǎn)地段進(jìn)行故障巡視，17：30，巡視人員登塔后發(fā)現(xiàn)78#塔B相絕緣子和鐵塔橫擔(dān)有多處放電痕跡和鳥糞痕跡，確認(rèn)為78#塔鳥閃。

（3）故障實(shí)例3。

故障情況：2008年3月17日18：39，灤河電廠側(cè)零序一段動(dòng)作，C相，重合成功，袁莊站測距21.8km，灤電側(cè)測距0.91km。

分析1：天氣情況：無風(fēng)、無雷電、天氣情、傍晚，外力破壞及鳥害可能性較大。

分析2：查詢雷電定位系統(tǒng)，故障時(shí)段無雷，排除雷害可能。

分析3：經(jīng)分析查閱外部隱患檔案，灤河電廠站外各類施工較多，因此違章施工碰線的可能極大。

分析4：保護(hù)動(dòng)作為零序一段，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)應(yīng)該是線路末端，單相短路。

分析4：通過測距計(jì)算后，確定故障范圍在袁灤二回線60#～63#范圍，正處于灤河電廠外線路各類施工地段。綜合分析后制定查詢方案：重點(diǎn)查詢?cè)瑸匆痪€60#～63#桿塔，重點(diǎn)查巡各類施工及吊車碰線。

查線結(jié)果：故障發(fā)生后，巡視人員立刻到達(dá)重點(diǎn)巡視地段展開巡視，17：10，巡視人員巡視發(fā)現(xiàn)袁灤一線61#～62#C相導(dǎo)線有約3m的放電點(diǎn)（麻點(diǎn)），導(dǎo)線沒有明顯斷股，最后經(jīng)確認(rèn)某施工單位在線下施工（吊車卸鋼筋）時(shí)吊車碰導(dǎo)線造成線路跳閘故障。

4 結(jié)語

以上所舉故障實(shí)例僅是一些常規(guī)的線路故障的判斷與分析，但線路故障的突發(fā)性、不確定性千差萬別，因此故障查找方法不盡相同，應(yīng)具體情況具體分析，特別是線路發(fā)生故障后，查不到故障點(diǎn)的現(xiàn)象也是有的，但隨著電力系統(tǒng)的逐步發(fā)展，高科技技術(shù)逐步被應(yīng)用，如：LⅠS雷電定位系統(tǒng)，三維地理信息系統(tǒng)等等，同時(shí)結(jié)合多年來運(yùn)行積累的經(jīng)驗(yàn)，線路故障的查找、分析和判斷應(yīng)該是越來越進(jìn)步，越來越科學(xué)化，因此高壓輸電線路的可靠性也必將越來越高。