洪澇災(zāi)害導(dǎo)致兩回輸電線路故障停運(yùn)的技術(shù)分析

曾忱（湖北省送變電工程公司，湖北武漢430063）

洪澇災(zāi)害導(dǎo)致兩回輸電線路故障停運(yùn)的技術(shù)分析

曾忱（湖北省送變電工程公司，湖北武漢430063）

針對(duì)2016年湖北地區(qū)洪澇災(zāi)害期間，澴河上游的大悟水庫臨時(shí)泄洪，導(dǎo)致線路跨越的澴河水位遠(yuǎn)超線路設(shè)計(jì)最高條件，挖沙船被洪水沖向下游時(shí)，船體桅桿先后觸碰500kV斗孝二回、山孝線，造成兩回線路先后故障停運(yùn)。本文結(jié)合故障產(chǎn)生的具體原因及暴露的問題進(jìn)行分析，從設(shè)計(jì)、運(yùn)維等環(huán)節(jié)提出相關(guān)建議和整改措施，為下一步提升輸電線路抵御自然災(zāi)害的能力提供技術(shù)支撐。

洪水上漲；挖沙船；故障；設(shè)計(jì)

1 故障基本情況

1.1 故障概述

（1）2016年7月20日22時(shí)46分10秒500kV斗孝二回線C相跳閘（從小號(hào)側(cè)往大號(hào)側(cè)方向看，交流單回線路：左邊相（C相）、中相（B相）、右邊相（A相），重合閘不成功。故障測(cè)距距斗笠變156.846km，對(duì)應(yīng)桿塔號(hào)#380～#381；距孝感變10.775km，對(duì)應(yīng)桿塔號(hào)#387～#388；2016年7月21日01時(shí)14分強(qiáng)送成功。

（2）2016年7月20日22時(shí)46分28秒500kV山孝線C相跳閘（從小號(hào)側(cè)往大號(hào)側(cè)方向看，交流單回線路：左邊相（C相）、中相（B相）、右邊相（A相），重合閘不成功。故障測(cè)距距孝感變14.766km，對(duì)應(yīng)桿塔號(hào)#103～#104；距仙女變50.287km，對(duì)應(yīng)桿塔號(hào)#126～#127；2016年7月20日23時(shí)37分強(qiáng)送成功。

1.2 故障區(qū)段基本情況

500kV斗孝二回線全長170.665km，鐵塔420基，投運(yùn)時(shí)間是2004年2月9日，全線除長江大跨越外全部采用單回路設(shè)計(jì)。導(dǎo)線采用LGJ-500/45；故障區(qū)段始于394桿塔，止于#395桿塔。500kV山孝線全長54.919km，鐵塔141基，投運(yùn)時(shí)間是2015年1月31日，其中#1～#98桿塔采用雙回路設(shè)計(jì)，#99～#141采用單回路設(shè)計(jì)。導(dǎo)線均采用LGJ-500/45；故障區(qū)段始于119桿塔，止于#120桿塔。故障區(qū)段主要地形均為跨越河流（澴水河），氣候類型為亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候。

1.3 故障時(shí)段天氣

7月20日，故障區(qū)段天氣情況為：晴天，氣溫在25～32℃，無持續(xù)方向，相對(duì)濕度為67%RH。

2 故障巡視及處理

7月21日，運(yùn)維人員安排對(duì)斗孝二回#394～#395、山孝#119～#120跨越澴水河區(qū)段導(dǎo)線對(duì)水面距離進(jìn)行測(cè)量，斗孝二回線凈空距離實(shí)測(cè)為8.7m，山孝線凈空距離9.7m。并發(fā)現(xiàn)在原河道中間防護(hù)林邊有2艘挖沙船擱淺，船上沒有人員。通過無人機(jī)發(fā)現(xiàn)了斗孝二回#394塔C相大號(hào)側(cè)第二組防舞器前10m處，山孝線#119塔C相大號(hào)側(cè)第2組防舞器后0.5m處，有明顯閃絡(luò)點(diǎn)及輕微劃傷，如圖1～2。

圖1 斗孝二回#394大號(hào)側(cè)第二組防舞器前10m處，發(fā)現(xiàn)閃絡(luò)點(diǎn)及傷線痕跡

圖2 山孝線#119大號(hào)側(cè)第2組防舞器后0.5m處，發(fā)現(xiàn)閃絡(luò)點(diǎn)及傷線痕跡

經(jīng)詢問當(dāng)?shù)卮迕?，此段河水?0日12時(shí)后，上游開始來水，水面逐漸升高，至22時(shí)前后，水勢(shì)非常大，水面距堤面距離已不到1m，并在23時(shí)前后聽到兩聲巨響，并伴隨著火光。通過與當(dāng)?shù)卣私獾剑舜魏铀蠞q是因?yàn)樯嫌未笪蛩畮炫R時(shí)泄洪，泄洪流量達(dá)到4000方/s。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)初步分析，因?yàn)樯嫌未笪蛩畮斐渌?，被迫臨時(shí)泄洪，澴河水位短時(shí)間內(nèi)暴漲，導(dǎo)線距水面的凈空距離大為減小，挖沙船被洪水沖向下游時(shí)，船體桅桿先觸碰斗孝二回C相（左邊線），重合閘不成功轉(zhuǎn)三跳，后又與B、A相接觸時(shí)，系統(tǒng)無顯示。緊接著又沖向下游平行距離70m處的山孝線C相（左邊線），其過程與斗孝二回線故障情況一致。從兩條線路跳閘時(shí)間間隔18s，通過現(xiàn)場(chǎng)河水流速和平行距離估算，相隔時(shí)間基本吻合。

3 故障原因分析

3.1 故障錄波分析

（1）斗孝二回阻抗計(jì)算結(jié)果：故障電流為23.2kA；故障測(cè)量阻抗1.75+j2.39；故障點(diǎn)距孝感變8.76kM；阻抗角約為53°，為非金屬接地。

（2）山孝阻抗計(jì)算結(jié)果：故障電流為22.4kA；故障測(cè)距阻抗1.75+2.3；故障點(diǎn)距孝感變8.43kM；阻抗角約為52°，為非金屬接地。

（3）針對(duì)孝感側(cè)變電站提供的故障錄波圖進(jìn)行相關(guān)分析可知：

①500kV斗孝二回先于山孝線跳閘，相隔時(shí)間約18s；

②兩條線路故障測(cè)量阻抗基本相同，判斷為統(tǒng)一位置因相同原因發(fā)生跳閘；

③故障性質(zhì)為非金屬性接地，故障點(diǎn)距孝感變8.5kM。

3.2 故障原因排查

綜合前面故障巡視及結(jié)果分析：本次故障原因由于澴水河上游的大悟水庫超警戒水位臨時(shí)泄洪，導(dǎo)致水面短時(shí)間快速上漲。經(jīng)校核，最高時(shí)超過設(shè)計(jì)條件的五年一遇最高水位達(dá)到5.9m，推算故障時(shí)導(dǎo)線對(duì)水面距離斗孝二回為7.2m，山孝線8.2m。挖沙船被洪水沖向下游的過程中，先后觸碰斗孝二回C相（左邊線）、山孝線C相（左邊線）跳閘。

3.3 故障具體原因分析

近期由于孝感地區(qū)受強(qiáng)降雨及分洪影響，澴水河水位持續(xù)上漲，經(jīng)向長江水利委員會(huì)了解到，7月20日23時(shí)該跨越段的花園水位監(jiān)測(cè)站的數(shù)據(jù)為38.5m（吳淞高程），轉(zhuǎn)換為黃海高程36.5m，水流速度3.5m/s。

7月21日早上7：00，經(jīng)測(cè)量斗孝二回#394～#395弧垂最低點(diǎn)對(duì)水面距離8.7m，山孝線#119～#120弧垂最低點(diǎn)對(duì)水面距離9.7m，同時(shí)水位較昨晚11：00分下降1.5m。通過對(duì)上述數(shù)據(jù)分析計(jì)算，相關(guān)水位與導(dǎo)線對(duì)湖面最小距離如表1。

表1 水位及導(dǎo)線對(duì)水面距離情況統(tǒng)計(jì)表

運(yùn)維人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)挖沙船進(jìn)行測(cè)量，其桅桿高度為6m，船身高度2.5m，全船總長8.5m，如圖3。

圖3 挖沙船全貌

由表1可知，故障時(shí)段的水位為36.5m，挖沙船從上游至下游通過，先后穿越斗孝二回及山孝線，由圖4顯示斗孝二回處于澴水河上游處，兩條線路間距70m，分析跳閘具體過程如下：

（1）斗孝二回跳閘過程：由于洪水水位暴漲，水流過急，導(dǎo)致原錨固在河道中的挖沙船被洪水沖向下游，在漂流的過程中船體桅桿首先觸碰上游側(cè)斗孝二回#394～#395左邊相導(dǎo)線（C相），斗孝二回跳閘重合閘不成功，隨后該船體通過中相（B相）（#394為耐張塔，中相對(duì)水面距離較高）后觸碰右邊相導(dǎo)線（A相）。

（2）山孝線跳閘過程：該船體穿越斗孝二回后，繼續(xù)漂移到山孝線下，觸碰山孝線#119～#120左邊相導(dǎo)線（C相）山孝線跳閘重合閘不成功，隨后該船體通過中相（B相）（#119為耐張塔，中相對(duì)水面距離較高）后觸碰右邊相導(dǎo)線（A相），流向下游。

圖4 挖沙船發(fā)生故障時(shí)示意圖

4 結(jié)論及建議

綜上所述，造成斗孝二回、山孝線的故障原因是澴河上游的大悟水庫臨時(shí)泄洪，導(dǎo)致線路跨越的澴河水位遠(yuǎn)超線路設(shè)計(jì)最高條件，導(dǎo)線對(duì)水面凈空距離不足，挖沙船被洪水沖向下游的過程中，先后觸碰斗孝二回C相（左邊線）、山孝線C相（左邊線）跳閘，并且導(dǎo)致故障停運(yùn)，同時(shí)造成導(dǎo)線輕微劃傷，經(jīng)評(píng)估，暫不不影響線路運(yùn)行。

針對(duì)本次洪澇災(zāi)害導(dǎo)致兩回線路故障停運(yùn)，從暴露的問題進(jìn)行分析，結(jié)合設(shè)計(jì)、運(yùn)維等環(huán)節(jié)提出相關(guān)建議：

（1）建議設(shè)計(jì)單位提高輸電線路防洪澇災(zāi)害設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。處于蓄滯洪區(qū)域或江河湖泊、水庫潰口、漫壩波及區(qū)域以及易內(nèi)澇區(qū)域的桿塔基礎(chǔ)按可長期浸泡水中考慮，500kV及以上導(dǎo)線對(duì)水面凈空距離按100年一遇洪澇災(zāi)害水位考慮。

（2）鑒于洪澇災(zāi)害期間防汛工作的嚴(yán)峻形式，為保障人身、電網(wǎng)設(shè)備安全，運(yùn)維單位應(yīng)加強(qiáng)流動(dòng)船體的隱患排查，并及時(shí)與政府部門、航道管理機(jī)構(gòu)聯(lián)系，及時(shí)掌握水位及防汛變化信息，必要時(shí)在抗洪防汛期間對(duì)通航跨越處采取封航、禁航措施。

（3）防汛期間，由于水位上漲，水面與線路導(dǎo)線間的距離減小，為保障人身和電力設(shè)施安全，運(yùn)維單位應(yīng)加強(qiáng)電力設(shè)施保護(hù)宣傳工作，禁止人員在電力線路附近捕魚、釣魚等。

TM75

A

2095-2066（2016）30-0033-02

2016-10-10

曾忱（1985-），男，工程師，本科，主要從事輸電線路運(yùn)維檢修管理工作。