復(fù)雜地形不同電壓等級(jí)架空線交跨的故障防范

應(yīng)明春，徐世澤

（1.臺(tái)州電業(yè)局，浙江 臺(tái)州 317000；2.臺(tái)州宏遠(yuǎn)電力設(shè)計(jì)院，浙江 臺(tái)州 317000）

電力施工

復(fù)雜地形不同電壓等級(jí)架空線交跨的故障防范

應(yīng)明春1，徐世澤2

（1.臺(tái)州電業(yè)局，浙江 臺(tái)州 317000；2.臺(tái)州宏遠(yuǎn)電力設(shè)計(jì)院，浙江 臺(tái)州 317000）

輸電線路在跨（穿）越交叉跨越物時(shí)需考慮各種因素對(duì)線路安全距離的影響。結(jié)合故障跳閘實(shí)際情況，對(duì)線路跳閘的原因進(jìn)行了詳細(xì)分析，并對(duì)事故責(zé)任及跨越措施的整改落實(shí)進(jìn)行探討。

輸電線路；交叉跨越；故障；分析

交叉跨越引起的電網(wǎng)事故具有停電范圍大、影響面廣的顯著特征。因此，輸電線路建設(shè)特別強(qiáng)調(diào)對(duì)交叉跨越點(diǎn)的控制，將之作為確保線路安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要措施。本文通過(guò)220 kV回臺(tái)4P86線典型跳閘事故進(jìn)行案例分析，對(duì)如何防范交叉跨越事故進(jìn)行探討。

1 線路概況

220 kV回臺(tái)4P86線是從500 kV回浦變至臺(tái)州發(fā)電廠的雙回線路，于2009年11月1日投運(yùn)。全線總長(zhǎng)34.858 km，導(dǎo)線為2×LGJ-400/50鋼芯鋁絞線，地線為JLB20A-120鋁包鋼絞線和光纖復(fù)合架空地線OPGW。導(dǎo)線設(shè)計(jì)風(fēng)速為33 m/ s，覆冰厚度為15 mm，安全系數(shù)2.6。

10 kV微波線改造工程為浙江省電力公司獅子山微波站專用線，于2008年冰災(zāi)后開始改造。考慮多雷區(qū)及覆冰影響，穿越220 kV回臺(tái)線部分桿塔采用35 kV塔型設(shè)計(jì)并架設(shè)避雷線。改造線路于2009年8月投運(yùn)，導(dǎo)線采用鋁合金鋼芯絞線JRHA1/G1A-70/40，地線采用鋁包鋼LBGJ-55-23AC，安全系數(shù)4.0，風(fēng)速33 m/s，覆冰厚度為15 mm。

2 故障跳閘情況及巡視結(jié)果

2009年11月2日13時(shí)01分，220 kV回臺(tái)線A相故障跳閘，重合失敗，強(qiáng)送成功。

跳閘后，根據(jù)保護(hù)測(cè)距，巡視人員對(duì)線路進(jìn)行登塔查看與通道巡視，尤其將交叉跨越作為巡查重點(diǎn)。檢查發(fā)現(xiàn)220 kV回臺(tái)線34-35號(hào)塔跨越10 kV微波線的跨越檔導(dǎo)線有放電痕跡。

故障地點(diǎn)位于獅子山微波站西側(cè)350 m的山坡上，高程約為380～535 m。其中回臺(tái)線34號(hào)為雙回轉(zhuǎn)角塔，塔型2H-SJC1（25.5），35號(hào)塔型2HSJC1（30.0），兩塔下橫擔(dān)寬均為5.5 m。34號(hào)塔地面高于35號(hào)塔43.5 m，檔距1 072 m。

10 kV微波線與回臺(tái)線的交叉點(diǎn)距34號(hào)塔427 m，該點(diǎn)比34號(hào)塔低144.5 m，10 kV線路在此處沿山崗?fù)希c回臺(tái)線幾乎成90°交跨。交跨處右側(cè)10 kV 78號(hào)塔塔形為7714_18.0，位于220 kV線路中心線右側(cè)68 m；左側(cè)10 kV 77號(hào)塔塔形為7712_15.0，兩塔檔距279 m。

圖1 220 kV回臺(tái)線故障點(diǎn)示意圖

3 故障分析

根據(jù)設(shè)計(jì)條件，34-35號(hào)塔檔距為1 072 m。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，復(fù)核了各跨越點(diǎn)的實(shí)際情況，220 kV回臺(tái)線導(dǎo)線數(shù)據(jù)見表1。

表1 220 kV回臺(tái)線故障點(diǎn)弛度對(duì)比表

因?qū)Ь€架設(shè)時(shí)間距本次觀測(cè)已有近兩個(gè)月，故表1內(nèi)正向允許誤差弛度為驗(yàn)收規(guī)程允許的+2.5%加上初伸長(zhǎng)后的弛度；而比較氣溫依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查時(shí)的氣溫定為10℃。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)判斷，220 kV回臺(tái)線在施工時(shí)，架線弛度符合設(shè)計(jì)要求。

通過(guò)對(duì)10 kV微波線地線現(xiàn)場(chǎng)情況的復(fù)核，LBGJ-55-23AC鋁包鋼絞線相關(guān)數(shù)據(jù)見表2。根據(jù)表2判斷，10 kV線路實(shí)際情況與設(shè)計(jì)相符。

分析現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際交跨情況，測(cè)得各交跨點(diǎn)相對(duì)高程及距離，可作出如圖2所示的220 kV回臺(tái)線跳閘工況下的導(dǎo)線風(fēng)偏圖。

表2 10 kV微波線故障點(diǎn)弛度對(duì)比表

圖2 回臺(tái)線跳閘工況下的導(dǎo)線風(fēng)偏圖

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)的220 kV導(dǎo)線對(duì)10 kV地線垂距為5.1 m，由此校驗(yàn)并確定整個(gè)交跨相對(duì)位置及風(fēng)偏圖的準(zhǔn)確性。由風(fēng)偏圖可知，220 kV回臺(tái)線在故障日氣溫（10℃）時(shí)，只要13°風(fēng)偏就會(huì)與10 kV線路地線放電。從當(dāng)?shù)貧庀笈_(tái)了解到，11月2日有強(qiáng)冷空氣南下，故障時(shí)氣溫約為10℃，風(fēng)速約為17.2～20.7 m/s。

由于34號(hào)與35號(hào)塔均為轉(zhuǎn)角塔，故在計(jì)算風(fēng)偏時(shí)忽略了耐張串的風(fēng)壓。根據(jù)導(dǎo)線放電搖擺角近似公式及設(shè)計(jì)條件推算，故障時(shí)風(fēng)速為15.7 m/s，符合故障當(dāng)日氣象條件。

由此判斷，在220 kV回臺(tái)線故障當(dāng)天，因風(fēng)偏達(dá)到了13°，造成對(duì)10 kV線路放電的事故。

4 原因分析

4.1 設(shè)計(jì)

由于220 kV回臺(tái)4P86線和10 kV線路設(shè)計(jì)分屬不同設(shè)計(jì)單位，220 kV及10 kV線路的斷面勘測(cè)工作基本同時(shí)進(jìn)行，雙方均未發(fā)現(xiàn)該處存在線路交跨，故未在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行交跨校核。

雖然可以排除設(shè)計(jì)責(zé)任，但是從另一個(gè)側(cè)面反映了不同電壓等級(jí)設(shè)計(jì)單位之間的配合存在疏漏。為了防止類似事件的再次發(fā)生，設(shè)計(jì)部門應(yīng)對(duì)如何促進(jìn)有效合作進(jìn)行探討，這是防止交跨事故發(fā)生的前提。

4.2 施工監(jiān)理

220 kV回臺(tái)線施工時(shí)，10 kV線路已完成冰災(zāi)改造并投運(yùn)。據(jù)了解，施工單位施工放線時(shí)曾要求將10 kV線路下線，說(shuō)明已發(fā)現(xiàn)該處存在問(wèn)題。施工單位本應(yīng)將現(xiàn)場(chǎng)變化情況報(bào)告設(shè)計(jì)單位校核該交跨點(diǎn)情況，但由于疏忽錯(cuò)過(guò)一次糾正的機(jī)會(huì)。同時(shí)，監(jiān)理也有失職，未發(fā)現(xiàn)該點(diǎn)與設(shè)計(jì)不符。

項(xiàng)目經(jīng)理是施工單位法人代表的全權(quán)委托代理人，全面負(fù)責(zé)工程計(jì)劃、組織、控制、協(xié)調(diào)、信息反饋等工作，對(duì)工程質(zhì)量目標(biāo)全面負(fù)責(zé)。而本工程施工單位三級(jí)自驗(yàn)收均沒有發(fā)現(xiàn)不滿足運(yùn)行要求的交跨情況，項(xiàng)目經(jīng)理工作的疏漏也是本次故障的重要原因。

4.3 竣工驗(yàn)收

施工方提供的交叉跨越檢查評(píng)級(jí)記錄及設(shè)計(jì)斷面圖中均沒有此檔交叉跨越，竣工驗(yàn)收預(yù)備會(huì)上也未提出有此交跨，加上現(xiàn)場(chǎng)具有一定的隱蔽性、特殊性，因此，竣工驗(yàn)收時(shí)也未能對(duì)此點(diǎn)進(jìn)行查勘，致使錯(cuò)過(guò)最后一次糾正的機(jī)會(huì)。

5 整改措施

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)數(shù)據(jù)分析，10 kV線路只能改道才能滿足220 kV線路運(yùn)行要求。考慮施工停電等各種因素，采取拆除交跨檔10 kV線路避雷線等臨時(shí)方案，據(jù)測(cè)算能滿足當(dāng)時(shí)冬季運(yùn)行要求。

2010年2月，10 kV微波線路實(shí)行改道，選取了滿足220 kV回臺(tái)4P86線可靠安全運(yùn)行的合適路徑。至此，徹底消除了220 kV回臺(tái)線與10 kV微波線的交跨隱患。

通過(guò)分析此次故障，筆者認(rèn)為電力線路從設(shè)計(jì)到運(yùn)行的各部門，應(yīng)該在以下各環(huán)節(jié)加以改進(jìn)，以有效防止此類交跨事故的發(fā)生：

（1）各設(shè)計(jì)部門須加強(qiáng)配合。故障原因雖然排除了設(shè)計(jì)責(zé)任，但是也從側(cè)面反映了不同電壓等級(jí)設(shè)計(jì)單位之間配合的疏漏。一般而言，甲級(jí)設(shè)計(jì)院主要負(fù)責(zé)220 kV～500 kV線路，在路徑確定前都會(huì)收集線路所在地方電業(yè)（力）局在規(guī)劃路徑上的低電壓等級(jí)線路的走向分布，但由于工作范圍的限制，一些10 kV及以下線路會(huì)被忽略。而在實(shí)際設(shè)計(jì)中，由于設(shè)計(jì)條件的限制，10 kV線路采用35 kV塔型，35 kV線路采用110 kV塔型的現(xiàn)象普遍存在，所以在線路路徑確定前，各設(shè)計(jì)部門應(yīng)盡可能全面地收集相關(guān)路徑設(shè)計(jì)的資料，避免此類隱患。

技改項(xiàng)目往往工期緊張，為防止技改項(xiàng)目路徑交叉不明的現(xiàn)象發(fā)生，建議在線路終勘定位及竣工圖編制結(jié)束這2個(gè)階段，將路徑圖的DWF文件發(fā)送給路徑涉及的各電力線路設(shè)計(jì)單位，以會(huì)簽的形式復(fù)核路徑走向，從源頭上杜絕設(shè)計(jì)配合的空隙。

（2）項(xiàng)目經(jīng)理等施工監(jiān)理人員須加強(qiáng)工程巡查和技術(shù)學(xué)習(xí)。工程項(xiàng)目經(jīng)理是工程質(zhì)量的第一責(zé)任者，項(xiàng)目經(jīng)理應(yīng)針對(duì)工程實(shí)際情況，建立完善的質(zhì)量管理體系，實(shí)行事前、事中、事后施工全過(guò)程質(zhì)量控制，對(duì)常見質(zhì)量問(wèn)題加以預(yù)防；對(duì)出現(xiàn)的質(zhì)量事故及時(shí)分析和處理。應(yīng)明確各主要管理人員和機(jī)構(gòu)的職責(zé)，加強(qiáng)項(xiàng)目部與甲方、監(jiān)理及設(shè)計(jì)的工作配合，有效掌握項(xiàng)目質(zhì)量影響因素，保證整體質(zhì)量的安全、可靠。

目前，電力建設(shè)任務(wù)重、人手緊，一些施工、監(jiān)理部門的專業(yè)技術(shù)人員往往需要同時(shí)負(fù)責(zé)多項(xiàng)工程的施工、監(jiān)理工作，因此容易出現(xiàn)路徑復(fù)測(cè)不完整、日常工程巡查不到位的現(xiàn)象，給工程質(zhì)量及安全帶來(lái)極大的隱患。

施工和監(jiān)理人員應(yīng)加強(qiáng)學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，熟悉電力線路在高溫和大負(fù)荷等各種工況下的習(xí)性，了解并非在一個(gè)工況下滿足安全距離就是安全的；了解地形高差對(duì)導(dǎo)線弛度的影響，掌握導(dǎo)線風(fēng)偏對(duì)交叉跨越的危害，提高施工和監(jiān)理人員管理能力，有效防止交跨引起的事故。

（3）竣工驗(yàn)收需認(rèn)真排查。電力線路的竣工驗(yàn)收是整條線路投入運(yùn)行前至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。堅(jiān)持逐點(diǎn)到位、全盤分析，攜帶望遠(yuǎn)鏡對(duì)交跨物認(rèn)真觀察、測(cè)算，對(duì)交跨危險(xiǎn)點(diǎn)部分及時(shí)組織復(fù)核復(fù)校，是保障線路安全運(yùn)行的前提。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著整個(gè)社會(huì)用電需求的迅速增長(zhǎng)，電網(wǎng)建設(shè)也隨之快速發(fā)展。電網(wǎng)建設(shè)在追求進(jìn)度和效率的同時(shí)，更應(yīng)注重質(zhì)量和效益。

220 kV回臺(tái)線的跳閘，就其發(fā)生的原因來(lái)說(shuō)，是一次由于麻痹大意造成的典型事故。因此，從線路設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)行，每個(gè)部門、每個(gè)環(huán)節(jié)、每個(gè)過(guò)程、每個(gè)細(xì)節(jié)甚至每張圖紙都要嚴(yán)把安全質(zhì)量關(guān)。應(yīng)采用科學(xué)的方法開展電網(wǎng)基建工程質(zhì)量管理，研究和借鑒先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)，消除工作疏漏，以保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

[1]張殿生．電力工程高壓送電線路設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2003.

[2]邵天曉．架空送電線路的電線力學(xué)計(jì)算[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2006.

[3]周振山．高壓架空送電線路機(jī)械計(jì)算[M]．北京：水利電力出版社，1984.

[4]胡毅．輸電線路運(yùn)行故障分析與防治[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2007.

（本文編輯：龔 皓）

Fault Prevention for Crossing and Spanning of Overhead Lines with Different Voltage Levels in Complicated Terrain

YING Ming-chun1,XU Shi-ze2
（1.Taizhou Electric Power Bureau，Taizhou Zhejiang 317000，China；2.Taizhou Hongyuan Electric Power Design Institute，Taizhou Zhejiang 317000，China）

Various factors affecting safety distance of transmission line need to be considered for crossing and spanning of transmission lines.This paper analyzes the reasons for line trip based on the actual situation of fault trip and discusses the accident responsibilities and the improvement and implementation of spanning measures.

transmission line；crossing and spanning；fault；analysis

TM726.3

B

1007-1881（2010）08-0057-04

2010-04-20

應(yīng)明春（1964-），男，浙江臨海人，工程師，主要從事輸電線路生產(chǎn)管理工作。

徐世澤 （1973-），男，浙江臨海人，工程師，主要從事送電線路設(shè)計(jì)工作。