洪澇災害導致兩回輸電線路故障停運的技術分析

曾忱（湖北省送變電工程公司，湖北武漢430063）

洪澇災害導致兩回輸電線路故障停運的技術分析

曾忱（湖北省送變電工程公司，湖北武漢430063）

針對2016年湖北地區洪澇災害期間，澴河上游的大悟水庫臨時泄洪，導致線路跨越的澴河水位遠超線路設計最高條件，挖沙船被洪水沖向下游時，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。本文結合故障產生的具體原因及暴露的問題進行分析，從設計、運維等環節提出相關建議和整改措施，為下一步提升輸電線路抵御自然災害的能力提供技術支撐。

洪水上漲；挖沙船；故障；設計

1 故障基本情況

1.1 故障概述

（1）2016年7月20日22時46分10秒500kV斗孝二回線C相跳閘（從小號側往大號側方向看，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。故障測距距斗笠變156.846km，對應桿塔號#380～#381；距孝感變10.775km，對應桿塔號#387～#388；2016年7月21日01時14分強送成功。

（2）2016年7月20日22時46分28秒500kV山孝線C相跳閘（從小號側往大號側方向看，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。故障測距距孝感變14.766km，對應桿塔號#103～#104；距仙女變50.287km，對應桿塔號#126～#127；2016年7月20日23時37分強送成功。

1.2 故障區段基本情況

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

1.3 故障時段天氣

7月20日，故障區段天氣情況為：晴天，氣溫在25～32℃，無持續方向，相對濕度為67%RH。

2 故障巡視及處理

7月21日，運維人員安排對斗孝二回#394～#395、山孝#119～#120跨越澴水河區段導線對水面距離進行測量，斗孝二回線凈空距離實測為8.7m，山孝線凈空距離9.7m。并發現在原河道中間防護林邊有2艘挖沙船擱淺，船上沒有人員。通過無人機發現了斗孝二回#394塔C相大號側第二組防舞器前10m處，山孝線#119塔C相大號側第2組防舞器后0.5m處，有明顯閃絡點及輕微劃傷，如圖1～2。

圖1 斗孝二回#394大號側第二組防舞器前10m處，發現閃絡點及傷線痕跡

圖2 山孝線#119大號側第2組防舞器后0.5m處，發現閃絡點及傷線痕跡

經詢問當地村民，此段河水于20日12時后，上游開始來水，水面逐漸升高，至22時前后，水勢非常大，水面距堤面距離已不到1m，并在23時前后聽到兩聲巨響，并伴隨著火光。通過與當地政府了解到，此次河水上漲是因為上游大悟水庫臨時泄洪，泄洪流量達到4000方/s。

經現場初步分析，因為上游大悟水庫超警戒水位，被迫臨時泄洪，澴河水位短時間內暴漲，導線距水面的凈空距離大為減小，挖沙船被洪水沖向下游時，船體桅桿先觸碰斗孝二回C相（左邊線），重合閘不成功轉三跳，后又與B、A相接觸時，系統無顯示。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。從兩條線路跳閘時間間隔18s，通過現場河水流速和平行距離估算，相隔時間基本吻合。

3 故障原因分析

3.1 故障錄波分析

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

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

（3）針對孝感側變電站提供的故障錄波圖進行相關分析可知：

①500kV斗孝二回先于山孝線跳閘，相隔時間約18s；

②兩條線路故障測量阻抗基本相同，判斷為統一位置因相同原因發生跳閘；

③故障性質為非金屬性接地，故障點距孝感變8.5kM。

3.2 故障原因排查

綜合前面故障巡視及結果分析：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泄洪，導致水面短時間快速上漲。經校核，最高時超過設計條件的五年一遇最高水位達到5.9m，推算故障時導線對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

近期由于孝感地區受強降雨及分洪影響，澴水河水位持續上漲，經向長江水利委員會了解到，7月20日23時該跨越段的花園水位監測站的數據為38.5m（吳淞高程），轉換為黃海高程36.5m，水流速度3.5m/s。

7月21日早上7：00，經測量斗孝二回#394～#395弧垂最低點對水面距離8.7m，山孝線#119～#120弧垂最低點對水面距離9.7m，同時水位較昨晚11：00分下降1.5m。通過對上述數據分析計算，相關水位與導線對湖面最小距離如表1。

表1 水位及導線對水面距離情況統計表

運維人員對現場挖沙船進行測量，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斗孝二回#394～#395左邊相導線（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，中相對水面距離較高）后觸碰右邊相導線（A相）。

（2）山孝線跳閘過程：該船體穿越斗孝二回后，繼續漂移到山孝線下，觸碰山孝線#119～#120左邊相導線（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，中相對水面距離較高）后觸碰右邊相導線（A相），流向下游。

圖4 挖沙船發生故障時示意圖

4 結論及建議

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泄洪，導致線路跨越的澴河水位遠超線路設計最高條件，導線對水面凈空距離不足，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，并且導致故障停運，同時造成導線輕微劃傷，經評估，暫不不影響線路運行。

針對本次洪澇災害導致兩回線路故障停運，從暴露的問題進行分析，結合設計、運維等環節提出相關建議：

（1）建議設計單位提高輸電線路防洪澇災害設防標準。處于蓄滯洪區域或江河湖泊、水庫潰口、漫壩波及區域以及易內澇區域的桿塔基礎按可長期浸泡水中考慮，500kV及以上導線對水面凈空距離按100年一遇洪澇災害水位考慮。

（2）鑒于洪澇災害期間防汛工作的嚴峻形式，為保障人身、電網設備安全，運維單位應加強流動船體的隱患排查，并及時與政府部門、航道管理機構聯系，及時掌握水位及防汛變化信息，必要時在抗洪防汛期間對通航跨越處采取封航、禁航措施。

（3）防汛期間，由于水位上漲，水面與線路導線間的距離減小，為保障人身和電力設施安全，運維單位應加強電力設施保護宣傳工作，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維檢修管理工作。